DE69736578T2 - SURFACE LIGHT SOURCE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ASYMMETRIC PRISM PLATE - Google Patents

SURFACE LIGHT SOURCE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ASYMMETRIC PRISM PLATE Download PDF

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Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, in der eine Lichtstreuungs-Führungsplatte (eine plattenartige lichtstreuende Führung), eine Flüssigkristallanzeige, die die Lichtstreuungs-Führungsplatte für die Beleuchtung von hinten benutzt, und eine asymmetrische Prismentafel verwendet werden, die man dafür vorteilhaft einsetzen kann. In dieser Patentschrift bezeichnet der Begriff "asymmetrische Prismentafel" ein "tafelartiges optisches Element, das eine Prismenoberfläche enthält, die durch zahlreiche Zeilen von asymmetrischen Prismenelementen gebildet wird".The Invention relates to a surface light source device, in the one light scattering guide plate (a plate-like light scattering guide), a liquid crystal display, the light scattering guide plate for the Lighting used from the back, and an asymmetrical prism board used for that can use advantageous. In this patent the designated Term "asymmetric Prism board "a" board-like optical Element that has a prism surface contains through numerous lines of asymmetric prism elements is formed ".

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Lichtquellenvorrichtungen, in denen eine Lichtstreuungs-Führungsplatte und eine Prismentafel verwendet werden, werden vorgeschlagen und für verschiedene Zwecke eingesetzt, beispielsweise für die Hinterleuchtung von Flüssigkristallanzeigen. Eine herkömmliche Prismentafel besteht aus einem plattenartigen Teil, das aus einem optischen Material hergestellt ist, das eine Prismenoberfläche aufweist, die mit sich wiederholenden Zeilen v-förmiger Unregelmäßigkeiten ausgebildet ist. Bekanntlich hat eine solche Prismentafel die Funktion, die Richtungsausbreitungseigenschaften eines Strahls zu verändern.Light source devices, in which a light scattering guide plate and a prism board are used and are proposed for different Purpose used, for example, for the backlighting of liquid crystal displays. A conventional one Prism board consists of a plate-like part, which consists of a made of optical material having a prism surface, the repetitive lines of v-shaped irregularities is trained. As is known, such a prism board has the function of to change the direction propagation characteristics of a beam.

1 zeigt eine generelle Anordnung einer herkömmlichen Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, in der eine Lichtstreuungs-Führungsplatte und eine Prismentafel verwendet werden. Eine Lichtstreuungs-Führungsplatte 1, die einen keilförmigen Abschnitt aufweist, besteht aus einer Matrix, die aus Polymethylmethacrylat (PMMA) hergestellt ist, und aus einem Material mit einer anderen Brechzahl, das der Matrix beigemischt und dort gleichförmig verteilt ist. Der Ausdruck "Material mit einer anderen Brechzahl" bezeichnet ein Material, das eine Brechzahl aufweist, die sich beträchtlich von der Brechzahl der Matrix unterscheidet. 1 Fig. 10 shows a general arrangement of a conventional surface light source apparatus in which a light diffusing guide plate and a prism sheet are used. A light scattering guide plate 1 , which has a wedge-shaped portion, consists of a matrix made of polymethylmethacrylate (PMMA) and of a material of a different refractive index which is mixed and uniformly dispersed in the matrix. The term "material with a different refractive index" refers to a material that has a refractive index that differs considerably from the refractive index of the matrix.

Eine der Stirnflächen, die die Stirnfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 mit der größeren Dicke ist, dient als Einfallsfläche 2. In der Nähe der Einfallsfläche ist eine Lichtquellenvorrichtung (Fluoreszenzlampe) L angeordnet.One of the end faces, which is the end face of the light scattering guide plate 1 with the larger thickness, serves as the incident surface 2 , In the vicinity of the incident surface, a light source device (fluorescent lamp) L is disposed.

Ein Reflektor 3 ist entlang einer Fläche (der rückwärtigen Oberfläche 6) der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 angeordnet. Der Reflektor 3 besteht aus einem Blatt Silberfolie mit regulärem Reflexionsvermögen oder einem weißen Blatt mit diffuser Reflexion. Beleuchtungslicht erhält man an einer Austrittsfläche 5 an der gegenüberliegenden Seite der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1. Die Prismentafel 4 ist außerhalb der Austrittsfläche 5 angeordnet.A reflector 3 is along a surface (the back surface 6 ) of the light scattering guide plate 1 arranged. The reflector 3 consists of a sheet of silver foil with regular reflectivity or a white sheet with diffuse reflection. Illumination light is obtained at an exit surface 5 on the opposite side of the light scattering guide plate 1 , The prism board 4 is outside the exit area 5 arranged.

Zur besseren Erkennbarkeit in der Zeichnung sind das Intervall zwischen der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 und den Zeilen der Prismenelemente und der Abstand und die Tiefe der Zeilen der Prismenelemente übertrieben dargestellt. Die innere Oberfläche der Prismentafel 4 ist eine Prismenfläche, die durch wiederholte symmetrische v-förmige Flanken 4a und 4b gebildet wird. Die äußere Oberfläche der Prismentafel 4 bildet eine ebene Fläche (leuchtende Fläche) 4e, aus der ein beleuchtender Strahl 4f austritt. Eine Hinterleuchtungsanordnung für eine Flüssigkristallanzeige kann man aufbauen, indem man eine bekannte Flüssigkristall-Anzeigetafel außerhalb der Prismentafel 4 anordnet.For better visibility in the drawing, the interval between the light scattering guide plate 1 and the lines of the prism elements and the distance and the depth of the lines of the prism elements exaggerated. The inner surface of the prism board 4 is a prismatic surface caused by repeated symmetrical v-shaped flanks 4a and 4b is formed. The outer surface of the prism board 4 forms a flat surface (luminous surface) 4e from which an illuminating ray 4f exit. A backlight assembly for a liquid crystal display can be constructed by placing a known liquid crystal display panel outside the prism panel 4 arranges.

Die Dicke der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 nimmt mit wachsender Entfernung von der Einfallsfläche 2 ab. Damit erfolgt innerhalb der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in wirksamer Weise eine wiederholte Reflexion. Dadurch weist die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung eine ausgezeichnete Lichtausnutzung und gleichförmige Leuchtstärke auf.The thickness of the light scattering guide plate 1 increases with increasing distance from the incident surface 2 from. This is done within the light scattering guide plate 1 effectively repeated reflection. As a result, the surface light source device has excellent light utilization and uniform luminous intensity.

Das von der Lichtquellenvorrichtung L in die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 eingetragene Licht wird zu einer Stirnfläche 7 geführt, die die kleinere Dicke der Platte bestimmt, und dabei in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 gestreut und reflektiert. Im Zuge dieses Vorgangs wird das beleuchtende Licht nach und nach von der Austrittsfläche 5 ausgesendet.That of the light source device L in the light scattering guide plate 1 registered light becomes an end face 7 guided, which determines the smaller thickness of the plate, and in the light scattering guide plate 1 scattered and reflected. In the course of this process, the illuminating light gradually from the exit surface 5 sent out.

Das von der Austrittsfläche 5 ausgesendete Licht hat eine bevorzugte Ausbreitungsrichtung, die vom Partikeldurchmesser der Teilchen mit der anderen Brechzahl abhängt, die in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 verteilt sind (allgemein ausgedrückt von der Korrelationsentfernung, die der Struktur mit dem ungleichförmigen Brechungsindex zugeordnet ist). D. h., die Austrittsfläche 5 emittiert einen Strahl, der mehr oder weniger stark kollimiert ist.That from the exit surface 5 emitted light has a preferred propagation direction, which depends on the particle diameter of the particles with the other refractive index, in the light scattering guide plate 1 distributed (in general terms, the correlation distance associated with the nonuniform refractive index structure). D. h., The exit surface 5 emits a beam that is more or less collimated.

Je größer der Durchmesser der Teilchen mit einer anderen Brechzahl ist (allgemein ausgedrückt je größer die Korrelationsentfernung ist, die der Struktur mit dem ungleichförmigen Brechungsindex zugeordnet ist), umso stärker ist das von der Austrittsfläche 5 emittierte Licht kollimiert. Die bevorzugte Ausbreitungsrichtung (die Hauptausbreitungsrichtung der beleuchtenden Strahlen) ist normalerweise eine Richtung, die nach oben einen Winkel von ungefähr 25° bis 30° mit der Austrittsfläche bestimmt, und zwar gesehen von der Einfallsfläche 2.The larger the diameter of the particles having a different refractive index (in general, the larger the correlation distance associated with the non-uniform refractive index structure), the greater the exit surface area 5 emitted light collimates. The preferred direction of propagation (the main direction of propagation of the illuminating rays) is normally a direction which defines upwardly an angle of approximately 25 ° to 30 ° with the exit surface, as viewed from the incident surface 2 ,

In dieser Weise funktioniert die Prismentafel 4, wenn sie die Richtungsausbreitungseigenschaften ändert.In this way, the prism board works 4 when changing the direction propagation characteristics.

2 zeigt eine Ansicht, die das Verhalten des Lichts in einem Schnitt in Längsrichtung der Anordnung in 1 erläutert. Der Begriff "Längsrichtung" bezeichnet eine Richtung, die parallel zu der Richtung ist, in der das Licht der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 zugeführt wird (d. h., senkrecht zur Einfallsfläche 2). Im Gegensatz dazu wird eine Richtung, die senkrecht zu der Richtung ist, in der das Licht der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 (d. h., parallel zur Einfallsfläche 2) zugeführt wird, als "Querrichtung" bezeichnet. 2 shows a view showing the behavior of the light in a section in the longitudinal direction of the arrangement in 1 explained. The term "longitudinal direction" refers to a direction parallel to the direction in which the light of the light scattering guide plate 1 is supplied (ie, perpendicular to the incident surface 2 ). In contrast, a direction which is perpendicular to the direction in which the light of the light scattering guide plate becomes 1 (ie, parallel to the incident surface 2 ) is referred to as "transverse direction".

In 2 ist die Prismentafel 4 entlang der Austrittsfläche 5 der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 angeordnet, wobei die Prismenseite nach innen zeigt. Ein bevorzugter Winkel ϕ3 für den Spitzenwinkel eines jeden der Prismenelemente, die die Zeile aus Prismenelementen bilden, beträgt ungefähr 60°.In 2 is the prism board 4 along the exit surface 5 the light scattering guide plate 1 arranged, with the prism side pointing inwards. A preferred angle φ3 for the apex angle of each of the prism elements forming the line of prism elements is about 60 °.

Bezeichnet man die Einfallsrichtung mit dem Pfeil L', so bestimmt die bevorzugte Ausbreitungsrichtung des Strahls, der von der Austrittsfläche 5 emittiert wird, einen Winkel ϕ2 = ungefähr 60° gegen die Normale zur Austrittsfläche 5.If the direction of incidence is indicated by the arrow L ', then the preferred propagation direction of the beam, that of the exit surface, determines 5 is emitted, an angle φ2 = about 60 ° to the normal to the exit surface 5 ,

Setzt man voraus, dass PMMA (eines der üblichen Matrixmaterialien, das eine Brechzahl von n = 1,492 hat) als Matrix der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 verwendet wird, so erreicht man mit einem Einfallswinkel von ϕ1 = ungefähr 35° auf der Austrittsfläche 5 einen Winkel ϕ2 = ungefähr 60°.Assuming that PMMA (one of the usual matrix materials having a refractive index of n = 1.492) is used as the matrix of the light scattering guide plate 1 is used, it is achieved with an angle of incidence of φ1 = about 35 ° on the exit surface 5 an angle φ2 = about 60 °.

Ein Strahl, der zu einer derartigen bevorzugten Ausbreitungsrichtung gehört, wird als "repräsentativer Strahl" bezeichnet. In diesem Fall ist der repräsentative Strahl mit dem Bezugszeichen B1 gekennzeichnet.One Beam leading to such a preferred propagation direction belongs, is called a "representative beam". In this Case is the most representative Beam marked with the reference B1.

Der repräsentative Strahl B1, den die Austrittsfläche 5 aussendet, bewegt sich geradlinig durch eine Schicht AR aus Luft (die eine Brechzahl n0 = ungefähr 1,0 aufweist) und trifft anschließend auf eine Flanke 4a der Prismentafel 4, und zwar unter einem Winkel, der nahe am rechten Winkel ist (ϕ3 = ungefähr 60°). Der prozentuale Anteil an Strahlen, die auf eine andere Flanke 4b fallen, ist relativ gering.The representative beam B1, the exit surface 5 emits a straight line through a layer AR of air (which has a refractive index n0 = about 1.0) and then hits an edge 4a the prism board 4 at an angle close to the right angle (φ3 = about 60 °). The percentage of rays on another flank 4b fall, is relatively low.

Daraufhin bewegt sich der repräsentative Strahl B1 im Wesentlichen geradlinig in der Prismentafel 4 bis zur gegenüberliegenden Flanke 4b und wird dort regulär reflektiert.Thereafter, the representative beam B1 moves substantially rectilinearly in the prism sheet 4 to the opposite flank 4b and is reflected there regularly.

Der der regulären Reflexion unterworfene Strahl trifft auf die ebene Fläche 4e der Prismentafel 4, und zwar mit einem Winkel, der nahe am rechten Winkel liegt, und tritt aus der Prismentafel 4 aus. Dieser Vorgang verändert die bevorzugte Ausbreitungsrichtung des Strahls, den die Austrittsfläche 5 aussendet, in eine Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Austrittsfläche 5 ist.The beam subjected to regular reflection strikes the plane surface 4e the prism board 4 at an angle close to the right angle, and leaves the prism table 4 out. This process alters the preferred direction of propagation of the beam, the exit surface 5 emits, in a direction substantially perpendicular to the exit surface 5 is.

Man kann jedoch die bevorzugte Ausbreitungsrichtung nach der Veränderung gegen die Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 5 verschieben. Den Verschiebewinkel gegen die senkrechte Richtung kann man in einem gewissen Ausmaß abhängig vom Spitzenwinkel ϕ3 der Prismentafel 4, dem Material (Brechzahl) der Prismentafel 4 und dem Material (Brechzahl) der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 einstellen.However, one can choose the preferred propagation direction after the change against the direction perpendicular to the exit surface 5 move. The angle of displacement against the vertical direction can, to a certain extent, be dependent on the point angle φ3 of the prism table 4 , the material (refractive index) of the prism board 4 and the material (refractive index) of the light scattering guide plate 1 to adjust.

3 zeigt eine weitere Anordnung der Prismentafel 4 und das Verhalten des Lichts. In dieser Anordnung zeigt die Prismenfläche nach außen. Der Spitzenwinkel ϕ4 eines jeden Prismenelements auf der Prismenfläche beträgt beispielsweise ungefähr 70°. 3 shows a further arrangement of the prism board 4 and the behavior of light. In this arrangement, the prism surface faces outward. The apex angle φ4 of each prism element on the prism surface is about 70 °, for example.

Bei dieser Anordnung ist der Bereich an Spitzenwinkeln, der bevorzugte Ergebnisse liefert, breiter als in der beschriebenen Anordnung, in der die Prismenfläche nach innen zeigt.at This arrangement is the range of point angles, the preferred Yields results wider than in the described arrangement, in the prism surface pointing inwards.

Setzt man voraus, dass die Einfallsrichtung die Richtung ist, die mit dem Pfeil L' gekennzeichnet ist, so fällt ein repräsentativer Strahl B2, der der bevorzugten Ausbreitungsrichtung entspricht, mit einem Winkel ϕ1 = ungefähr 35° auf die Austrittsfläche 5. Der Strahl wird größtenteils in die Schicht AR aus Luft emittiert (die eine Brechzahl n0 = 1,0 hat). Der Austrittswinkel ϕ2 beträgt in diesem Fall ungefähr 60°.Assuming that the direction of incidence is the direction indicated by the arrow L ', a representative beam B2 corresponding to the preferred direction of propagation falls on the exit surface at an angle φ1 = about 35 ° 5 , The beam is mostly emitted into the layer AR of air (which has a refractive index n0 = 1.0). The exit angle φ2 is approximately 60 ° in this case.

Der repräsentative Strahl B2 bewegt sich geradlinig durch die Schicht AR aus Luft und trifft daraufhin unter einem Winkel auf die ebene Fläche 4e der Prismentafel 4. Der Strahl folgt dem dargestellten Reflexionspfad und wird von einer Fläche 4c der Prismentafel 4 unter einem Winkel nahe am rechten Winkel gegen die Austrittsfläche 5 ausgesendet. Der prozentuale Anteil an Strahlen, die von der anderen Fläche 4d ausgesendet werden, ist relativ bescheiden.The representative beam B2 moves in a straight line through the layer AR of air and then hits at an angle on the flat surface 4e the prism board 4 , The beam follows the illustrated reflection path and is from a surface 4c the prism board 4 at an angle near the right angle to the exit surface 5 sent out. The percentage of rays coming from the other surface 4d to be sent out is relatively modest.

Der Weg des Strahls nach dem Einfall auf die ebene Fläche 4e der Prismentafel 4 hängt von der Brechzahl n2 der Prismentafel 4 und dem Spitzenwinkel ϕ4 des Prismas ab. Man kann daher die bevorzugte Ausbreitungsrichtung einstellen, indem man diese Parameter beeinflusst.The path of the beam after the incident on the flat surface 4e the prism board 4 depends on the refractive index n2 of the prism board 4 and the apex angle φ4 of the prism. It is therefore possible to adjust the preferred propagation direction by influencing these parameters.

Die beschriebene herkömmliche Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung erfüllt jedoch nicht alle Anforderungen an die Höhe und Gleichverteilung der Helligkeit der leuchtenden Fläche (der oberen Seite der Prismentafel), wenn man sie mit bloßem Auge betrachtet, und den Eindruck der Gedämpftheit, den die Beleuchtung vermittelt.The described conventional Surface light source device Fulfills However, not all requirements for height and equal distribution of Brightness of the illuminated area (the top of the prism board), if you look them with the naked eye and the impression of dimness that the lighting conveys.

Anders formuliert kann der Stand der Technik keine leuchtende Fläche liefern, die angenehm ist, nicht glitzert und ausreichend weiß ist. Ein wesentliches Problem stellt die so genannte Reflexionsprojektion dar (das Auftreten von hellen und dunklen Bereichen, die durch Reflexion entstehen). Eine derartige Reflexionsprojektion beeinflusst beispielsweise die Anzeigequalität einer Flüssigkristallanzeige nachteilig.Different formulated, the prior art can not provide a luminous surface, which is pleasant, does not sparkle and is sufficiently white. One A major problem is the so-called reflection projection (the appearance of light and dark areas caused by reflection arise). Such a reflection projection influences, for example the display quality a liquid crystal display disadvantageous.

Man geht davon aus, dass dies dem folgenden Grund zuzuschreiben ist. Die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in der Anordnung in 1 hat vom Betrachtungspunkt aus gesehen keine so starke Streufähigkeit. Diese Tendenz nimmt für größere leuchtende Flächen zu, für die man eine schwächere Streufähigkeit wählt. Dadurch wird eine beträchtliche Lichtmenge vom Reflektor 3 reflektiert, der an der Rückseite der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 angeordnet ist. Diese Lichtmenge trifft auf die Augen des Betrachters, ohne dass sie ausreichend gestreut wird.It is believed that this is due to the following reason. The light scattering guide plate 1 in the arrangement in 1 From the point of view, it does not have such a high throwing power. This tendency increases for larger luminous surfaces, for which one chooses a weaker throwing power. As a result, a considerable amount of light from the reflector 3 reflected at the back of the light scattering guide plate 1 is arranged. This amount of light hits the viewer's eyes without being sufficiently scattered.

Verwendet man als Reflektor 3 ein Blatt mit regulären Reflexionseigenschaften, beispielsweise ein Blatt Silberfolie oder Aluminiumfolie, so erhält man einen optischen Eindruck, der eindeutig einer Oberfläche mit regulärer Reflexion entspricht. Ein derartiger Seheindruck wird vom so genannten "Weiß-Mangel" und dem "Mangel an Weichheit bzw. Glitzereindruck" begleitet. Manchmal kann man durch die Prismentafel Falten oder Rillen sehen.Used as a reflector 3 a sheet with regular reflective properties, such as a sheet of silver foil or aluminum foil, gives an optical impression which clearly corresponds to a surface with regular reflection. Such a visual impression is accompanied by the so-called "white defect" and the "lack of softness or glitter impression". Sometimes you can see wrinkles or grooves through the prism board.

Man kann davon ausgehen, dass derartige Erscheinungen und die Eindrücke, die sie dem Betrachter vermitteln, nicht nur durch die Höhe der Lichtmenge bestimmt sind, sondern auch durch multifaktorielle Effekte wie die Farbtemperatur und die Richtungsausbreitungseigenschaften des beleuchtenden Strahls.you can assume that such phenomena and the impressions that they convey to the viewer, not only by the amount of light are determined by multifactorial effects such as the Color temperature and the directional propagation characteristics of the illuminating Beam.

Die Schwierigkeit mit dem Weißanteil kann man bis zu einem gewissen Grad abmildern, indem man ein weißes Blatt mit diffusen Reflexionseigenschaften als Reflektor 3 verwendet. Dies führt jedoch zu einer verringerten Gleichförmigkeit der Helligkeit und der Höhe der Lichtmenge der leuchtenden Fläche insgesamt. Unabhängig davon, ob der verwendete Reflektor reguläre oder diffuse Reflexionseigenschaften aufweist, kann jegliche Ungleichförmigkeit (z. B. örtliche Falten oder Störungen) auf der Oberfläche des Reflektors 3 sichtbare Ungleichförmigkeiten verursachen.The difficulty with the white component can be alleviated to some degree by using a white sheet with diffuse reflectivity as a reflector 3 used. However, this results in a reduced uniformity of the brightness and the amount of light of the luminous area as a whole. Regardless of whether the reflector used has regular or diffuse reflection properties, any nonuniformity (eg, local wrinkles or perturbations) on the surface of the reflector 3 cause visible nonuniformities.

Der Erfinder gibt die beiden folgenden Vorschläge zur Lösung der beschriebenen Probleme an.

  • (1) Entlang der Rückseite der Lichtstreuungs-Führungsplatte wird eine eigene Prismentafel angeordnet. Diese Prismentafel ist so ausgerichtet, dass die Zeilen der Prismenelemente parallel zur Richtung verlaufen, in der das Licht zugeführt wird (japanische Patentschrift Nr. H7-74671).
The inventor gives the following two proposals for solving the problems described.
  • (1) A separate prism sheet is placed along the back of the light-scattering guide plate. This prism sheet is aligned so that the lines of the prism elements are parallel to the direction in which the light is supplied (Japanese Patent Publication No. H7-74671).

Dieser erste Vorschlag löst die beschriebenen Probleme. Man benötigt jedoch zwei Prismentafeln dafür, und es sind weitere Verbesserungen nötig, damit man eine kompakte Struktur und geringere Herstellungskosten erzielt.

  • (2) Man verwendet eine doppelseitige Prismentafel als Prismentafel, die auf der Seite der Austrittsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte angeordnet ist (japanische Patentschrift Nr. H7-213964, siehe auch JP-A-07-270708). Diese doppelseitige Prismentafel ist mit Zeilen aus Prismenelementen auf beiden Seiten ausgebildet, die senkrecht zueinander verlaufen.
This first proposal solves the problems described. However, two prism sheets are needed, and further improvements are needed to achieve a compact structure and lower manufacturing costs.
  • (2) Use a double-sided prism sheet as a prism sheet disposed on the side of the exit surface of the light-scattering guide plate (Japanese Patent Publication No. H7-213964, see also JP-A-07-270708). This double-sided prism sheet is formed with lines of prismatic elements on both sides that are perpendicular to each other.

Die Prismentafel ist derart ausgerichtet, dass die Zeilen mit den Prismenelementen auf der inneren Prismenfläche parallel zur Einfallsfläche verlaufen und dass die Zeilen mit den Prismenelementen auf der äußeren Prismenfläche senkrecht zur Einfallsfläche verlaufen.The Prism board is aligned so that the lines with the prism elements on the inner prism surface parallel to the incident surface run and that the lines with the prism elements on the outer prism surface perpendicular to the incidence area run.

Der Spitzenwinkel der Prismen auf der inneren Prismenfläche ist mit einem Winkel entworfen, bei dem Licht, das sich von der Lichtstreuungs-Führungsplatte in der bevorzugten Ausbreitungsrichtung ausbreitet, im Wesentlichen in einer Vorwärtsrichtung in der Prismentafel geführt wird.Of the Point angle of the prisms on the inner prism surface is designed with an angle at which light differs from the light scattering guide plate propagates in the preferred propagation direction, substantially in a forward direction guided in the prism board becomes.

Im Gegensatz ist der Spitzenwinkel der Prismen auf der äußeren Prismenfläche so entworfen, dass das im Wesentlichen in einer Vorwärtsrichtung in der Prismentafel geführte Licht in eine Richtung verschoben wird, die im Wesentlichen senkrecht zu Lichtzuführrichtung verläuft, und anschließend invertiert (zurückgeworfen) wird. Ein üblicher Wert für einen derartigen Prismenspitzenwinkel ist 90°, und der tatsächliche Bereich für diesen Winkel liegt zwischen ungefähr 70° und ungefähr 130°.in the Contrast, the apex angle of the prisms is designed on the outer prism face so that's essentially in a forward direction in the prism board guided Light is shifted in one direction, which is essentially perpendicular to light supply direction runs, and subsequently inverted (thrown back) becomes. A common one Value for such a prism tip angle is 90 °, and the actual Area for this Angle is between about 70 ° and approximately 130 °.

Dieser zweite Vorschlag verbessert die Höhe und Gleichförmigkeit der Helligkeit, unterdrückt Reflexionen und verbessert das Erscheinungsbild (Weißanteil und Weichheit) der leuchtenden Fläche und löst zugleich die Probleme, die der beschriebene erste Vorschlag nicht löst.This second suggestion improves the height and uniformity the brightness, suppressed Reflections and improves the appearance (proportion of white and softness) of the luminous surface and at the same time solves the problems that the first proposal described does not solve.

Für das Beleuchtungslicht, das beispielsweise für die Hinterleuchtung von Flüssigkristallanzeigen verwendet wird, werden jedoch zunehmend höhere Qualitäten gefordert. Zu diesen Anforderungen gehören die jüngst entstandenen folgenden Bedürfnisse.

  • (1) Weitere Verbesserung des Helligkeitspegels einer Anzeige, falls sie in einer Hauptbetrachtungsrichtung betrachtet wird (im Wesentlichen die Vorwärtsrichtung).
  • (2) Es liegen Forderungen nach Merkmalen vor, beispielsweise dass der Helligkeitspegel mit einer zunehmenden Winkelabweichung von der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) allmählich abnimmt, und dass die Ausgabe von Beleuchtungslicht in den Betrachtungsrichtungen soweit wie möglich unterdrückt wird, in der eine Betrachtung wenig wahrscheinlich ist, damit eine nutzlose Beleuchtung vermieden wird. Um eine solche Forderung zu erfüllen, muss man eine optische Ausgabe in Richtungen, die von der Vorwärtsrichtung um 30 Grad oder mehr abweichen, so weit wie möglich unterdrücken.
For the illumination light, which is used for example for the backlighting of liquid crystal displays, but increasingly higher qualities are required. These requirements include the recent needs that have arisen.
  • (1) Further improvement of the brightness level of a display when viewed in a main viewing direction (substantially the forward direction).
  • (2) Characteristics are required, for example, that the brightness level gradually decreases with increasing angular deviation from the main viewing direction (substantially the forward direction), and that the output of illumination light in the viewing directions is suppressed as much as possible, in the one viewing little is likely so that a useless lighting is avoided. In order to meet such a demand, it is necessary to suppress as much as possible an optical output in directions other than the forward direction by 30 degrees or more.

Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung gemäß dem beschriebenen Vorschlag ist hinsichtlich derartiger Anforderungen nicht zufriedenstellend. Insbesondere weist diese Vorrichtung kein Leistungsmerkmal auf, das die im obigen Punkt (2) genannte Forderung erfüllt. Dies geht aus einer Ausführungsform hervor, die im Weiteren zu Vergleichszwecken beschrieben wird.A surface light source device according to the described proposal is unsatisfactory in view of such requirements. In particular, this device does not have a performance feature similar to that described in (9) above. 2 ). This is apparent from an embodiment which will be described below for comparison purposes.

Die Tatsache, dass ungenutztes Beleuchtungslicht in Richtungen ausgegeben wird, die stark von der Vorwärtsrichtung abweichen, belegt, dass es nach wie vor einen Bedarf für Verbesserungen im unter (1) beschriebenen Punkt gibt.The Fact that unused lighting light is emitted in directions that is going strong from the forward direction differ, proving that there is still a need for improvement in point (1).

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Prismentafel für eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung bereitzustellen, in der der Helligkeitspegel gesehen aus der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) verbessert wird.It It is a first object of the invention to provide a prism sheet for a surface light source device in which the brightness level is seen from the main viewing direction (essentially the forward direction) is improved.

Es ist eine zweite Aufgabe der Erfindung, eine Prismentafel für eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung bereitzustellen, in der der Helligkeitspegel mit einer zunehmenden Winkelabweichung von der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärts richtung) allmählich abfällt, und in der die Ausgabe von ungenutztem Beleuchtungslicht in Richtungen unterdrückt wird, die stark von der wesentlichen Vorwärtsrichtung abweichen.It It is a second object of the invention to provide a prism sheet for a surface light source device in which the brightness level increases with increasing Angular deviation from the main viewing direction (essentially the forward direction) gradually drops and in which the output of unused illumination light in directions repressed which deviate greatly from the significant forward direction.

Es ist eine dritte Aufgabe der Erfindung, eine Prismentafel bereitzustellen, die die Anwendbarkeit einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung für Flüssigkristallanzeigen verbessert.It a third object of the invention is to provide a prism board, the applicability of a surface light source device for liquid crystal displays improved.

Gemäß der Erfindung wird eine Prismentafel zum Gebrauch beim Ändern der Richtungsausbreitungseigenschaften von Licht bereitgestellt, das eine Austrittsfläche einer Lichtstreuungs-Führungsplatte aussendet, die eine Einfallsfläche hat, die Licht aufnimmt, wobei die Prismentafel eine erste Oberfläche aufweist, auf der Reihen von Prismenelementen in einer ersten Richtung ausgerichtet sind, und eine zweite Oberfläche, auf der Reihen von Brechungselementen in einer zweiten Richtung ausgerichtet sind, die senkrecht zur ersten Richtung ist,
wobei die Reihen der Brechungselemente auf der zweiten Oberfläche mit Oberflächen versehen sind, die bewirken, dass ein Strahl, der in der Prismentafel im Wesentlichen in einer Vorwärtsrichtung geleitet wird, in die erste Richtung verschoben wird und anschließend zur ersten Oberfläche zurückgeworfen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen der Prismenelemente auf der ersten Oberfläche von abwechselnden Wiederholungen einer Neigung gebildet werden, die einen ersten relativ kleinen Neigungswinkel bezüglich der Dickenrichtung der Prismentafel hat, und einer Neigung, die einen zweiten relativ großen Neigungswinkel bezüglich der Dickenrichtung hat, und dass die Neigungen, die den zweiten Neigungswinkel aufweisen, hin zur Einfallsfläche gerichtet sind, wogegen die Neigungen, die den ersten Neigungswinkel aufweisen, weg von der Einfallsfläche gerichtet sind.
According to the invention, a prism sheet is provided for use in altering the directional propagation characteristics of light emitting an exit surface of a light scattering guide plate having an incident surface which receives light, the prism sheet having a first surface on which rows of prism elements in a first Direction are aligned, and a second surface, are aligned with the rows of refractive elements in a second direction, which is perpendicular to the first direction,
wherein the rows of refracting elements on the second surface are provided with surfaces which cause a beam, which is guided in the prism sheet substantially in a forward direction, to be displaced in the first direction and then thrown back to the first surface,
characterized in that the rows of prism elements on the first surface are formed by alternating repetitions of an inclination having a first relatively small inclination angle with respect to the thickness direction of the prism sheet and an inclination having a second relatively large inclination angle with respect to the thickness direction, and the inclinations having the second inclination angle are directed toward the incident surface whereas the inclinations having the first inclination angle are directed away from the incident surface.

Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, die an die Erfindung angepasst ist, umfasst eine Lichtstreuungs-Führungsplatte, eine primäre Lichtquellenvorrichtung, die an der Seite der Lichtstreuungs-Führungsplatte angeordnet ist und Licht zur Einfallsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte sendet, eine Prismentafel, die entlang einer Austrittsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte angeordnet ist, und einen Reflektor, der auf der Seite angeordnet ist, die der Austrittsfläche gegenüberliegt.A Surface light source device, which is adapted to the invention comprises a light scattering guide plate, a primary one Light source device, which on the side of the light scattering guide plate is arranged and light to the incident surface of the light scattering guide plate sends a prism board along an exit surface of the Light scattering guide plate is arranged, and a reflector, which is arranged on the side is that of the exit surface opposite.

Die entlang der Austrittsfläche angeordnete Prismentafel ist gemäß der folgenden Bedingungen (1) bis (6) aufgebaut und ausgelegt.

  • (1) Die Prismentafel enthält Zeilen mit Prismenelementen auf einer ersten Oberfläche (Innenfläche) der Tafel und Zeilen mit Prismenelementen oder Linsenelementen auf einer zweiten Oberfläche (Außenfläche) der Tafel.
The prism sheet disposed along the exit surface is constructed and designed according to the following conditions (1) to (6).
  • (1) The prism sheet includes lines having prismatic elements on a first surface (inner surface) of the panel and lines having prismatic elements or lens elements on a second surface (outer surface) of the panel.

Die Innenfläche ist eine Fläche, die Beleuchtungslicht von der Lichtstreuungs-Führungsplatte aufnimmt. Die Außenfläche ist eine Fläche, von der das Beleuchtungslicht nach außen abgegeben wird.

  • (2) Die Zeilen mit Prismenelementen auf der Innenfläche und die Zeilen mit Prismenelementen oder Linsenelementen auf der Außenfläche sind in zueinander senkrechten Richtungen (einer ersten und einer zweiten Richtung) angeordnet.
  • (3) Die Prismentafel ist derart ausgerichtet, dass die Richtung, in der die Zeilen mit Prismenelementen auf der Innenfläche angeordnet sind (der ersten Richtung), parallel zur Einfallsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte ist (senkrecht zur Richtung, in der Licht zugeführt wird). Unter dieser Bedingung für die Ausrichtung ist die Richtung, in der die Zeilen der Prismenelemente oder Linsenelemente auf der Außenfläche angeordnet sind (die zweite Richtung), offenkundig senkrecht zur Einfallsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte (parallel zur Richtung, in der Licht zugeführt wird).
  • (4) Die Zeilen der Prismenelemente oder Linsenelemente auf der Außenfläche sind so ausgebildet, dass Licht, das in der Prismentafel in Vorwärtsrichtung geführt wird, in eine Richtung verschoben wird, die im Wesentlichen senkrecht zur Richtung ist, in der das Licht zugeführt wird, und anschließend zur Innenfläche zurückgeworfen wird.
  • (5) Ist die Außenfläche eine Prismenfläche, so haben die Zeilen der Prismenelemente bevorzugt einen Prismenspitzenwinkel im Bereich 70° bis 130°. Der besonders bevorzugte Wert für diesen Bereich liegt beispielsweise bei 96°.
  • (6) Die Zeilen der Prismenelemente, die auf der inneren Prismenfläche ausgebildet sind, werden von sich wiederholenden Mustern mit einer Flanke gebildet, die einen relativ kleinen ersten Neigungswinkel hat, und einer Flanke, die einen zweiten relativ großen Neigungswinkel hat, wobei die Flanken abwechselnd angeordnet sind. Damit ist die Innenfläche eine Fläche, auf der eine Vielzahl von asymmetrischen Prismennuten ausgebildet und ausgerichtet sind.
  • (7) Die Flanken mit dem zweiten Neigungswinkel der Zeilen der Prismenelemente, die auf der Innenfläche ausgebildet sind, sind hin zur Einfallsfläche gerichtet. Durch diese Bedingung sind die Flanken mit dem erstem Neigungswinkel offensichtlich entgegengesetzt zur Einfallsfläche gerichtet.
  • (8) Der erste relativ kleine Neigungswinkel beträgt bevorzugt ungefähr 15°. Ein bevorzugter Wert für den zweiten relativ großen Neigungswinkel beträgt ungefähr 32,5 °.
  • (9) Die Dicke der Lichtstreuungs-Führungsplatte nimmt bevorzugt mit wachsender Entfernung von der Einfallsfläche ab. In der Regel ist die Lichtstreuungs-Führungsplatte im Querschnitt keilförmig aufgebaut. Entlang einer der Stirnflächen, die die größere Dicke der Lichtstreuungs-Führungsplatte bestimmt, ist eine Lichtzuführanordnung untergebracht.
The inner surface is an area that receives illumination light from the light diffusion guide plate. The outer surface is an area from which the illumination light is emitted to the outside.
  • (2) The lines having prism elements on the inner surface and the lines having prism elements or lens elements on the outer surface are arranged in mutually perpendicular directions (first and second directions).
  • (3) The prism sheet is oriented such that the direction in which the rows of prism elements are arranged on the inner surface (the first direction) is parallel to the incidence surface of the light scattering guide plate (perpendicular to the direction in which light is supplied). Under this condition for alignment, the direction in which the lines of the prism elements or lens elements are arranged on the outer surface (the second direction) is apparently perpendicular to the incident surface of the light scattering guide plate (parallel to the direction in which light is supplied).
  • (4) The lines of the prism elements or lens elements on the outer surface are formed so that light guided in the prism sheet in the forward direction is shifted in a direction substantially perpendicular to the direction in which the light is supplied, and then thrown back to the inner surface.
  • (5) If the outer surface is a prism surface, then the lines of the prism elements preferably have a prism tip angle in the range 70 ° to 130 °. The most preferred value for this range is for example 96 °.
  • (6) The lines of the prism elements formed on the inner prism surface are formed by repeating patterns having a flank having a relatively small first inclination angle and a flank having a second relatively large inclination angle, the flanks alternately are arranged. Thus, the inner surface is a surface on which a plurality of asymmetrical prism grooves are formed and aligned.
  • (7) The flanks having the second inclination angle of the lines of the prism elements formed on the inner surface are directed toward the incident surface. By this condition, the flanks with the first inclination angle are obviously directed opposite to the incident surface.
  • (8) The first relatively small inclination angle is preferably about 15 °. A preferred value for the second relatively large inclination angle is about 32.5 °.
  • (9) The thickness of the light diffusing guide plate preferably decreases with increasing distance from the incident surface. In general, the light scattering guide plate is wedge-shaped in cross section. Along one of the end surfaces, which determines the greater thickness of the light scattering guide plate, a Lichtzuführanordnung is housed.

Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, die die Merkmale aufweist, die in den obigen Punkten (1) bis (9) beschrieben sind, kann man in bekannter Anordnungsweise zum Hinterleuchten einer Flüssigkristalltafel verwenden. Der Gebrauch einer derartigen Hinterleuchtung erlaubt nicht nur das Einsparen von elektrischer Energie, sondern stellt darüber hinaus eine Flüssigkristallanzeige mit ausgezeichneter Betrachtungsqualität bereit.A Surface light source device, having the features set in the above items (1) to (9) are described, you can in a known arrangement way for backlighting a liquid crystal panel use. The use of such backlighting allowed not only the saving of electrical energy, but also provides about that In addition, a liquid crystal display ready with excellent viewing quality.

Eine Prismentafel in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Bedingungen (1) bis (8) kann man als neuartige optische Funktionsvorrichtung ansehen, die eine asymmetrische Prismenoberfläche aufweist. Im Vergleich mit der oben beschriebenen doppelseitigen Prismentafel, die eine symmetrische Prismentafel ist (siehe die japanische Patentschrift Nr. H7-213964), ist diese asymmetrische Prismentafel dadurch gekennzeichnet, dass sie wirksam Licht, das auf Flanken mit einem relativ geringen Neigungswinkel einfällt, in Licht umwandelt, das sich in der Dickenrichtung ausbreitet.A prism sheet in accordance with the above-described conditions (1) to (8) can be regarded as a novel optical functional device having an asymmetric prism surface. in the As compared with the above-described double-sided prism sheet, which is a symmetrical prism sheet (see Japanese Patent Publication No. H7-213964), this asymmetrical prism sheet is characterized in that it effectively converts light incident on flanks with a relatively small inclination angle into light that spreads in the thickness direction.

Die Erfindung verbessert zudem die Eigenschaften einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung oder einer Flüssigkristallanzeige gemäß dem beschriebenen zweiten Vorschlag (japanische Patentschrift Nr. H7-213964). Diese Verbesserung der Eigenschaften beruht auf den Merkmalen der asymmetrischen Prismentafel, die von der Erfindung vorgeschlagen wird.The Invention also improves the properties of a surface light source device or a liquid crystal display according to the described second proposal (Japanese Patent Publication No. H7-213964). These Improvement of properties is based on the characteristics of asymmetric Prism board proposed by the invention.

Beleuchtungslicht, das die Austrittsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte emittiert, wird in die asymmetrische Prismentafel über die Flanken eingeführt, die einen relativ kleinen Neigungswinkel haben, und wirksam in Licht umgewandelt, das sich in der Dickenrichtung der Prismentafel ausbreitet.Illumination light, that the exit surface the light scattering guide plate is emitted into the asymmetric prism board over the Flanks introduced, which have a relatively small tilt angle, and effective in light transformed, which spreads in the thickness direction of the prism board.

Das Licht, das der wirksamen Richtungsänderung unterworfen worden ist, erreicht die Außenfläche, wird in eine Richtung verschoben, die senkrecht zur Zuführrichtung des Lichts ist, und anschließend hin zur Lichtstreuungs-Führungsplatte zurückgeworfen. Der Beschreibung in 3 kann man entnehmen, dass ein beträchtlicher Anteil des Lichts, das sich in Richtungen ausbreitet, die um die bevorzugte Ausbreitungsrichtung eines repräsentativen Strahls herum verteilt sind, einem Vorgang des Konvergierens von Licht unterzogen wird, das sich in Querrichtung ausbreitet (einer Richtung senkrecht zur Richtung, in der das Licht zugeführt wird), und zwar hin zur Vorwärtsrichtung, damit die Helligkeit gesehen aus der Vorwärtsrichtung stärker wird.The light which has been subjected to the effective change in direction reaches the outer surface, is displaced in a direction perpendicular to the feeding direction of the light, and then thrown back toward the light scattering guide plate. The description in 3 it can be seen that a considerable portion of the light propagating in directions distributed around the preferential propagation direction of a representative beam undergoes a process of converging light propagating in the transverse direction (a direction perpendicular to the direction, in which the light is supplied), toward the forward direction, so that the brightness becomes stronger from the forward direction.

Ein gewisser Prozentsatz des repräsentativen Strahls, der wie beschrieben zurückgeführt wird, wird in Licht umgewandelt, das um den repräsentativen Strahl herum verteilt ist, indem es verschiedene Pfade durchläuft und schließlich von der Außenfläche der Prismentafel abgestrahlt wird.One certain percentage of the representative Beam, which is returned as described, is converted into light that is distributed around the representative beam is by going through different paths and finally by the outer surface of the Prism board is emitted.

Diese Abläufe erlauben es, dass die Lichtstrahlen, die schließlich wirksam von der Außenfläche der asymmetrischen Prismentafel emittiert werden, unterschiedliche Vorgeschichten aufweisen. Dadurch verbessert sich der visuelle Eindruck, den sie liefern, und die Reflexionsprojektion in der Nähe der Einfallsfläche wird unterdrückt.These procedures allow the rays of light that are finally effective from the outer surface of the asymmetric Prism board are emitted, have different histories. This improves the visual impression they deliver and the reflection projection near the incident surface is suppressed.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

Es zeigt:It shows:

1 eine Ansicht, die eine Anordnung einer herkömmlichen Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung erläutert; 1 a view explaining an arrangement of a conventional surface light source device;

2 das Verhalten von Licht in einem Querschnitt entlang der Längsrichtung der Anordnung in 1; 2 the behavior of light in a cross section along the longitudinal direction of the arrangement in 1 ;

3 eine Querschnittsansicht, die das Verhalten von Licht in einer Anordnung erläutert, in der die Prismentafel in 1 oder 2 umgedreht ist; 3 a cross-sectional view illustrating the behavior of light in an arrangement in which the prism board in 1 or 2 is turned over;

4 eine Ansicht, die eine Ausführungsform der Erfindung erläutert; 4 a view explaining an embodiment of the invention;

5(a) und 5(b) Ansichten zum Erläutern der Merkmale einer asymmetrischen Prismentafel der Erfindung, wobei 5(a) die Lichtausbreitung in einer herkömmlichen symmetrischen Prismentafel darstellt und 5(b) die Lichtausbreitung in einer asymmetrischen Prismentafel der Erfindung; 5 (a) and 5 (b) Views for explaining the features of an asymmetric prism board of the invention, wherein 5 (a) represents the light propagation in a conventional symmetrical prism board and 5 (b) the light propagation in an asymmetric prism sheet of the invention;

6 Beispiele für die bevorzugten Neigungswinkel ϕa und ϕb einer asymmetrischen Prismentafel der Erfindung und die Wirkungsweisen der Winkel; 6 Examples of the preferred inclination angles φa and φb of an asymmetric prism sheet of the invention and the effects of the angles;

7 das Verhalten von Licht in der Nähe einer äußeren Prismenfläche einer Prismentafel, die einen passenden Prismenspitzenwinkel ϕ4 aufweist; 7 the behavior of light near an outer prism surface of a prism sheet having a proper prism tip angle φ4;

8 das Verhalten von Licht in der Nähe der äußeren Prismenfläche der Prismentafel für einen zu großen Prismenspitzenwinkel ϕ4; 8th the behavior of light near the outer prism surface of the prism sheet for too large a prism tip angle φ4;

9 das Verhalten von zurückgeführten Strahlen D1 und D2 in der Nähe einer inneren Prismenfläche; 9 the behavior of returned beams D1 and D2 near an inner prism surface che;

10(a) eine Kurve der Messergebnisse der Winkeleigenschaften von Beleuchtungslicht in einem Querschnitt in Längsrichtung einer symmetrischen Prismentafel in der Anordnung in 4 und unter den Bedingungen nach 6, und 10(b) eine Kurve der Ergebnisse einer ähnlichen Messung der Winkeleigenschaften, die in einem Querschnitt in Querrichtung unter den gleichen Messbedingungen auftreten; 10 (a) a curve of the measurement results of the angle characteristics of illumination light in a longitudinal cross-section of a symmetrical prism board in the arrangement in 4 and under the conditions 6 , and 10 (b) a graph of the results of a similar measurement of the angular properties, which occur in a cross-section in the transverse direction under the same measurement conditions;

11 eine Kurve der Winkeleigenschaften gemessen in einer Anordnung, die genau so gestaltet ist wie die Anordnung für die Ergebnisse in 10(a) und 10(b), wobei jedoch die Prismentafel entfernt ist; 11 a curve of the angular properties measured in an arrangement which is designed exactly as the arrangement for the results in 10 (a) and 10 (b) but with the prism board removed;

12 eine skizzierte Teildarstellung einer ersten alternativen Ausführungsform der Erfindung; 12 a sketched partial view of a first alternative embodiment of the invention;

13 eine skizzierte Teildarstellung einer zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung; 13 a sketched partial view of a second alternative embodiment of the invention;

14 eine skizzierte Teildarstellung einer dritten alternativen Ausführungsform der Erfindung; 14 a sketched partial view of a third alternative embodiment of the invention;

15 eine skizzierte Teildarstellung einer vierten alternativen Ausführungsform der Erfindung; 15 a sketched partial view of a fourth alternative embodiment of the invention;

16 eine Ansicht, die eine fünfte alternative Ausführungsform der Erfindung darstellt, in der eine Prismentafel verwendet wird, die eine Prismenfläche und eine Linsenfeldfläche aufweist; 16 a view illustrating a fifth alternative embodiment of the invention, in which a prism board is used, which has a prism surface and a lens field surface;

17 erläutert die Wirkungsweise von Zeilen mit Linsenelementen, die auf einer Außenfläche einer Prismentafel ausgebildet sind, die eine Prismenfläche und eine Linsenfläche aufweist; 17 illustrates the operation of rows of lens elements formed on an outer surface of a prism sheet having a prism surface and a lens surface;

18 erläutert die Konfiguration von Linsenelementen einer Prismentafel, die in einer Anordnung verwendet werden, aus der die in 19(a) und 19(b) angegebenen Messergebnisse stammen; 18 illustrates the configuration of lens elements of a prism sheet used in an assembly making up the in 19 (a) and 19 (b) obtained measurement results;

19(a) eine Kurve der Winkeleigenschaften von Beleuchtungslicht in einem Querschnitt in Längsrichtung der Anordnung aus 16 unter den Bedingungen in 6, und 19(b) eine Kurve der Winkeleigenschaften für einen Schnitt in Querrichtung. 19 (a) a curve of the angular properties of illumination light in a cross section in the longitudinal direction of the arrangement 16 in the conditions in 6 , and 19 (b) a curve of the angular properties for a cross-section.

BESCHREIBUNG DER BESTEN ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHRENDESCRIPTION OF THE BEST ART TO PERFORM THE INVENTION

4 zeigt eine Anordnung der wesentlichen Teile einer Ausführungsform der Erfindung. Zur besseren Erkennbarkeit in der Zeichnung sind das Intervall zwischen einer Lichtstreuungs-Führungsplatte und den Zeilen der Prismenelemente und der Abstand und die Tiefe der Zeilen der Prismenelemente übertrieben dargestellt. 4 shows an arrangement of the essential parts of an embodiment of the invention. For better visibility in the drawing, the interval between a light scattering guide plate and the lines of the prism elements and the distance and the depth of the lines of the prism elements are exaggerated.

Diese Ausführungsform ist eine Struktur, die man erhält, wenn man die Prismentafel 4 in der herkömmlichen Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung in 1 durch eine Prismentafel 4' der Erfindung ersetzt.This embodiment is a structure obtained by using the prism sheet 4 in the conventional surface light source device in FIG 1 through a prism board 4 ' replaced the invention.

Eine Stirnfläche, die die größere Dicke einer Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 bestimmt, die einen keilförmigen Querschnitt aufweist, dient als Einfallsfläche 2. In der Nähe der Einfallsfläche ist eine Lichtquellenvorrichtung (Fluoreszenzlampe) L angeordnet. Die Rückseite der Lichtquellenvorrichtung (Fluoreszenzlampe) L ist bevorzugt von einem Reflektor umgeben, der aus einem Blatt Silberfolie oder einem ähnlichen Teil besteht (nicht dargestellt). Entlang der rückwärtigen Fläche 6 der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 ist ein Reflektor 3 angeordnet. Als Reflektor 3 verwendet man ein Blatt Silberfolie mit regulärem Reflexionsvermögen oder ein weißes Blatt mit diffuser Reflexion.An end face that has the greater thickness of a light scattering guide plate 1 determined, which has a wedge-shaped cross section, serves as incident surface 2 , In the vicinity of the incident surface, a light source device (fluorescent lamp) L is disposed. The rear side of the light source device (fluorescent lamp) L is preferably surrounded by a reflector which consists of a sheet of silver foil or a similar part (not shown). Along the back surface 6 the light scattering guide plate 1 is a reflector 3 arranged. As a reflector 3 One uses a sheet of silver foil with regular reflectivity or a white sheet with diffuse reflection.

Beleuchtungslicht entnimmt man an einer Austrittsfläche 5 der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1. Die asymmetrische Prismentafel 4' einer Bauart mit doppelt orthogonaler Prismenoberfläche ist außerhalb der Austrittsfläche 5 angeordnet. Eine Flüssigkristallanzeige entsteht dadurch, dass man eine bekannte Flüssigkristall-Anzeigetafel LP (durch die gestrichelte Linie dargestellt) außerhalb der Prismentafel 4' anordnet.Illumination light is taken from an exit surface 5 the light scattering guide plate 1 , The asymmetric prism board 4 ' a type with double orthogonal prism surface is outside the exit surface 5 arranged. A liquid crystal display is formed by placing a known liquid crystal display panel LP (shown by the broken line) outside the prism sheet 4 ' arranges.

Wie bei der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung in 1 nimmt die Dicke der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 mit zunehmender Entfernung von der Einfallsfläche 2 ab. Wie beschrieben verbessert dies die Wirksamkeit der Lichtausnutzung und die Gleichförmigkeit des Leuchtens.As with the surface light source device in FIG 1 takes the thickness of the light scattering guide plate 1 with increasing distance from the incidence surface 2 from. As described, this improves the efficiency of light utilization and the uniformity of lighting.

In die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 eingebrachtes Licht wird zu einer Stirnfläche 7 geführt, die die geringere Dicke der Platte bestimmt. Dabei wird das Licht in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 gestreut und reflektiert. Während dieses Vorgangs wird Beleuchtungslicht allmählich von der Austrittsfläche 5 emittiert.In the light scattering guide plate 1 introduced light becomes an end face 7 led, which determines the smaller thickness of the plate. At this time, the light in the light scattering guide plate becomes 1 scattered and reflected. During this process, illumination light is gradually emitted from the exit surface 5 emitted.

Wie bereits beschrieben besitzt das von der Austrittsfläche 5 abgestrahlte Licht eine bevorzugte Ausbreitungsrichtung, die vom Partikeldurchmesser der Teilchen mit der anderen Brechzahl abhängt, die in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 verteilt sind (allgemein ausgedrückt von der Korrelationsentfernung, die der Struktur mit dem ungleichförmigen Brechungsindex zugeordnet ist). D. h., die Austrittsfläche 5 emittiert einen kollimierten Beleuchtungsstrahl.As already described possesses that of the exit surface 5 emitted light a preferred propagation direction, which depends on the particle diameter of the particles with the other refractive index, in the light scattering guide plate 1 distributed (in general terms, the correlation distance associated with the nonuniform refractive index structure). D. h., The exit surface 5 emits a collimated illumination beam.

Je größer der Durchmesser der in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 verteilten Teilchen mit einer anderen Brechzahl ist (allgemein ausgedrückt je größer die Korrelationsentfernung ist, die der Struktur mit dem ungleichförmigen Brechungsindex zugeordnet ist), umso schärfer ist das von der Austrittsfläche 5 emittierte Licht kollimiert. Die bevorzugte Ausbreitungsrichtung (die Hauptausbreitungsrichtung der beleuchtenden Strahlen) ist normalerweise eine Richtung, die nach oben einen Winkel von ungefähr 25° bis 30° mit der Austrittsfläche bestimmt, und zwar gesehen von der Einfallsfläche 2.The larger the diameter of the in the light scattering guide plate 1 distributed particles having a different refractive index (in general, the larger the correlation distance associated with the non-uniform refractive index structure), the sharper is the exit surface area 5 emitted light collimates. The preferred direction of propagation (the main direction of propagation of the illuminating rays) is normally a direction which defines upwardly an angle of approximately 25 ° to 30 ° with the exit surface, as viewed from the incident surface 2 ,

Die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 kann man wie im herkömmlichen Fall aus einem Material ausbilden, das man beispielsweise dadurch erhält, dass man ein Material mit einer anderen Brechzahl (z. B. Siliconteilchen) gleichförmig in einer Matrix aus Polymethylmethacrylat (PMMA) verteilt. Der beigemischte prozentuale Anteil des Materials mit einer anderen Brechzahl (in Gewichtsprozent) wird so eingestellt, dass die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 eine geeignete Streufähigkeit aufweist.The light scattering guide plate 1 can be formed as in the conventional case of a material which is obtained, for example, by uniformly distributing a material with a different refractive index (eg silicone particles) in a matrix of polymethyl methacrylate (PMMA). The admixed percentage of the material with a different refractive index (in weight percent) is adjusted so that the light scattering guide plate 1 has a suitable throwing power.

Generell gilt, dass der Prozentsatz des beigemischten Materials mit einer anderen Brechzahl umso geringer ist, je größer die Längsabmessung der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 ist. Ist die Streufähigkeit der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 zu groß, so verhindert sie die Lichtausbreitung in Bereiche, die von der Einfallsfläche 2 entfernt sind. Dies kann zu einem Helligkeitsgradienten auf der leuchtenden Fläche führen.In general, the larger the longitudinal dimension of the light scattering guide plate, the lower the percentage of the mixed material with a different refractive index 1 is. Is the throwing power of the light scattering guide plate 1 too large, it prevents the propagation of light in areas that are from the incident surface 2 are removed. This can lead to a brightness gradient on the luminous surface.

Die Teilchengröße der Partikel mit anderer Brechzahl ist einer der Faktoren, die die Höhe der Vorwärtsstreuneigung während jedes Streuvorgangs in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 bestimmen. Allgemein gilt, dass die Vorwärtsstreuneigung umso stärker ist je größer die Teilchen sind. Sind die Partikel relativ groß, so ist die bevorzugte Ausbreitungsrichtung des Strahls, den die Austrittsfläche 5 der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 aussendet, klar definiert und liefert einen Beleuchtungsstrahl, der einem kollimierten Strahl gleicht. Sind dagegen die Teilchen relativ klein, so geht die Ausgeprägtheit der bevorzugten Ausbreitungsrichtung des Strahls, den die Austrittsfläche 5 der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 aussendet, verloren.The particle size of the particles of different refractive index is one of the factors that determines the amount of forward tilt during each scattering operation in the light scattering guide plate 1 determine. In general, the larger the particles are, the greater the forward tendency. If the particles are relatively large, the preferred propagation direction of the jet is the exit surface 5 the light scattering guide plate 1 emits, clearly defines, and provides an illumination beam that resembles a collimated beam. If, on the other hand, the particles are relatively small, then the expressiveness of the preferred direction of propagation of the beam, that of the exit surface, goes 5 the light scattering guide plate 1 sent out, lost.

Die Teilchengröße stellt man bevorzugt abhängig von der Höhe der Richtwirkung ein, die für den Beleuchtungsstrahl erforderlich ist. Gemäß der Erfindung unterliegt die Zusammensetzung des Materials, aus der die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 aufgebaut ist, keinen besonderen Einschränkungen.The particle size is preferably adjusted depending on the level of directivity required for the illumination beam. According to the invention, the composition of the material from which the light scattering guide plate is subject 1 is constructed, no special restrictions.

Es wird nun der Aufbau und die Funktion der Prismentafel 4' beschrieben, die Prismenflächen auf beiden Seiten besitzt.It will now be the structure and function of the prism board 4 ' described that has prismatic surfaces on both sides.

Auf der Prismentafel 4', siehe 4, sind Flanken 4a und 4b als Einheit wiederholt auf der Innenfläche der Prismentafel 4' so ausgebildet, dass sie darauf Zeilen von Prismenelementen bilden. Auf der Außenfläche sind Flanken 4c und 4d als Einheit wiederholt so ausgebildet, dass sie darauf Zeilen von Prismenelementen bilden. Wie bei der Prismentafel 4 in 1 verlaufen die Zeilen der Prismenelemente, die auf der Innenfläche ausgebildet sind, in einer Richtung parallel zur Einfallsfläche 2. Dagegen verlaufen die Zeilen der Prismenelemente, die auf der Außenfläche ausgebildet sind, in einer Richtung senkrecht zur Einfallsfläche 2.On the prism board 4 ' , please refer 4 , are flanks 4a and 4b as a unit repeated on the inner surface of the prism board 4 ' designed so that they form lines of prism elements. On the outer surface are flanks 4c and 4d as a unit repeatedly formed so as to form lines of prism elements thereon. As with the prism board 4 in 1 The rows of prism elements formed on the inner surface extend in a direction parallel to the incident surface 2 , In contrast, the lines of the prism elements formed on the outer surface are in a direction perpendicular to the incident surface 2 ,

Dabei ist es wichtig, dass die Neigungswinkel ϕa und ϕb der Flanken 4a bzw. 4b so entworfen sind, dass der Zusammenhang ϕa < ϕb erfüllt ist. Anders formuliert wird ein Zusammenhang ϕa = ϕb, der für eine symmetrische Prismentafel gilt, bei der asymmetrischen Prismentafel der Erfindung nicht erfüllt.It is important that the inclination angles φa and φb of the flanks 4a respectively. 4b are designed such that the relationship φa <φb is satisfied. In other words, a relationship φa = φb, which is valid for a symmetrical prism sheet, is not met in the asymmetric prism sheet of the invention.

Man beachte, dass im Kontext dieser Patentschrift die Neigungswinkel der Flanken 4a und 4b der jeweiligen Prismenelementzeilen mit Hilfe der Dickenrichtung N der Prismentafel 4 als Bezug (Neigungswinkel von 0°) definiert werden.Note that in the context of this patent specification, the angles of inclination of the flanks 4a and 4b of the respective prism element lines by means of the thickness direction N of the prism sheet 4 be defined as a reference (tilt angle of 0 °).

Beim Einbau der Prismentafel 4' in die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung wählt man die Ausrichtung der Flanken 4a so, dass ein repräsentativer Lichtstrahl, der der bevorzugten Ausbreitungsrichtung von gerichtetem Licht entspricht, das aus der Austrittsfläche 5 austritt, im Wesentlichen auf die Flanken 4a trifft.When installing the prism board 4 ' in the surface light source device, one selects the orientation of the flanks 4a such that a representative light beam, which corresponds to the preferred direction of propagation of directed light, that from the exit surface 5 leaking, essentially on the flanks 4a meets.

Im Einzelnen zeigen die Flanken 4a zur Einfallsfläche 2, und die Flanken 4b zeigen weg von der Einfallsfläche 2. Dadurch wird Licht, das unter einem Winkel (eine Hauptkomponente des Lichts, das die Austrittsfläche 5 aussendet) auf die Flanken 4a trifft, wirksam in die Vorwärtsrichtung in der Prismentafel 4' geführt.In detail, the flanks show 4a to the incidence area 2 , and the flanks 4b show away from the incidence area 2 , This causes light to be at an angle (a major component of the light that is the exit surface 5 sends out) on the flanks 4a meets, effectively in the forward direction in the prism board 4 ' guided.

5(a) und 5(b) zeigen Ansichten, mit denen man die Gründe für diese Anordnung erklären kann. 5(a) zeigt, wie die Strahlen S1 und S2, die unter einem Winkel auf eine symmetrische Prismentafel treffen, dort weitergeleitet werden. 5(b) zeigt, wie Strahlen S1 und S2, die den Strahlen in 5(a) gleichen, unter einem Winkel auf eine asymmetrische Prismentafel der Erfindung treffen und dort weitergeleitet werden. 5 (a) and 5 (b) show views that explain the reasons for this arrangement. 5 (a) shows how the rays S1 and S2, which meet at an angle to a symmetrical Prismentafel, are forwarded there. 5 (b) shows how rays S1 and S2, which are the rays in 5 (a) same, meet at an angle to an asymmetric prism board of the invention and be forwarded there.

Die Strahlen S1 und S2 zeigen eine skizzenhafte Darstellung der Bandbreite der Ausbreitungsrichtung des Lichts, das tatsächlich von der Austrittsfläche 5 ausgesendet wird und auf eine Flanke 4a trifft. Der diagonal einfallende Strahl S1 entspricht einem Strahl, der einen relativ kleinen Erhebungswinkel hat (sich in einer Richtung ausbreitet, die weiter von der Vorwärtsrichtung entfernt ist), wogegen der diagonal einfallende Strahl S2 einem Strahl entspricht, der einen relativ großen Erhebungswinkel besitzt (sich in einer Richtung ausbreitet, die näher an der Vorwärtsrichtung ist).The rays S1 and S2 show a sketch of the bandwidth of the propagation direction of the light, which is actually from the exit surface 5 is sent out and on a flank 4a meets. The diagonally incident beam S1 corresponds to a beam having a relatively small elevation angle (propagating in a direction farther from the forward direction), whereas the diagonally incident beam S2 corresponds to a beam having a relatively large elevation angle (extending in FIG a direction closer to the forward direction).

Die Flanken 4a und 4b, siehe 5(a), der symmetrischen Prismentafel weisen den gleichen Neigungswinkel ϕ0 auf. Der Neigungswinkel ϕ0 beträgt eine Hälfte des Prismenspitzenwinkels und liegt in der Regel bei ungefähr 30°. Der Strahl S1 trifft auf eine Flanke 4a, erreicht anschließend eine weitere Flanke 4b und lässt sich in seiner Richtung einfach hin zur Vorwärtsrichtung ändern (Totalreflexion).The flanks 4a and 4b , please refer 5 (a) , the symmetrical prism board have the same inclination angle φ0. The inclination angle φ0 is one half of the prism tip angle and is usually about 30 °. The beam S1 hits an edge 4a , then reaches another flank 4b and can be easily changed in its direction to the forward direction (total reflection).

Dagegen kann der Strahl S2 nicht auf die Flanke 4b treffen, da er unzureichend gebrochen wird (Brechung in einer Richtung, die den Erhebungswinkel verringert), wenn er auf die Flanke 4a trifft. Damit ist es wahrscheinlich, dass er direkt zur äußeren Prismenfläche läuft.In contrast, the beam S2 can not on the flank 4b hit because it is broken insufficiently (refraction in one direction that reduces the elevation angle) when it hits the flank 4a meets. So it is likely that it runs directly to the outer prism surface.

Die Neigungswinkel ϕa und ϕb der Flanken 4a und 4b, siehe 5(b) bei der asymmetrischen Prismentafel der Erfindung erfüllen den Zusammenhang ϕa < ϕb. Der Neigungswinkel ϕb entspricht dem Neigungswinkel ϕ0 in 5(a). Damit kann man ϕb in 5(b) im Wesentlichen als gleich zu ϕ0 ansehen; er hat in der Regel ungefähr 30°. Der Strahl S1 trifft auf eine Flanke 4a, erreicht anschließend eine weitere Flanke 4b und lässt sich in seiner Richtung einfach hin zur Vorwärtsrichtung ändern (Totalreflexion). Dies entspricht vollständig dem Fall in 5(a).The inclination angles φa and φb of the flanks 4a and 4b , please refer 5 (b) in the asymmetric prism sheet of the invention satisfy the relationship φa <φb. The inclination angle φb corresponds to the inclination angle φ0 in 5 (a) , This can be φb in 5 (b) consider substantially equal to φ0; he usually has about 30 °. The beam S1 hits an edge 4a , then reaches another flank 4b and can be easily changed in its direction to the forward direction (total reflection). This corresponds completely to the case in 5 (a) ,

Der Strahl S2 trifft verglichen mit dem Strahl in 5(a) leichter auf die Flanke 4b, da er relativ stärker gebrochen wird (Brechung in einer Richtung, die den Erhebungswinkel verringert), wenn er auf die Flanke 4a trifft.The beam S2 hits in relation to the beam in 5 (a) easier on the flank 4b because it is relatively more refracted (refraction in one direction, which reduces the elevation angle) when it hits the flank 4a meets.

Damit nimmt die asymmetrische Prismentafel eine Richtungsänderung hin zur Vorwärtsrichtung vor, die wirksamer ist als die Richtungsänderung, die die symmetrische Prismentafel bewirkt, bei der die entsprechenden Flanken 4b im Wesentlichen den gleichen Neigungswinkel haben.Thus, the asymmetrical prism board makes a change in direction towards the forward direction, which is more effective than the change in direction which causes the symmetrical prism board at which the corresponding flanks 4b have substantially the same angle of inclination.

Um die Wirksamkeit der Richtungsänderung zu verbessern ist es anders ausgedrückt vorteilhafter, den Neigungswinkel ϕa der Flanke 4a, auf die Licht einfällt, kleiner auszulegen als den Neigungswinkel ϕb der Flanke 4b, die für die Richtungsänderung verwendet wird (ϕa < ϕb), als die Flanken 4a und 4b mit gleichen Neigungswinkeln zu entwerfen.In other words, in order to improve the efficiency of the direction change, it is more advantageous for the inclination angle φa of the flank 4a , incident on the light, to be interpreted smaller than the inclination angle φb the flank 4b which is used for the direction change (φa <φb), as the flanks 4a and 4b to design with equal angles of inclination.

6 zeigt Beispiele von bevorzugten Neigungswinkeln ϕa und ϕb. Die Bedeutungen und Werte der Bezugszeichen, die in 6 jedem Winkel zugewiesen sind, werden im Folgenden erklärt. 6 shows examples of preferred inclination angles φa and φb. The meanings and values of the reference symbols, which are given in 6 are assigned to each angle, are explained below.

ϕ2; Winkel der Ausbreitungsrichtung eines Strahls B3, der Licht darstellt, das von der Austrittsfläche 5 ausgesendet wird. Beispielsweise beträgt ϕ2 ungefähr 63°, falls die Matrix der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 aus Polymethylmethacrylat hergestellt ist (PMMA mit einer Brechzahl von 1,492).φ2; Angle of the propagation direction of a beam B3, which represents light, that of the exit surface 5 is sent out. For example, φ2 is about 63 ° if the matrix of the light scattering guide plate 1 made of polymethylmethacrylate (PMMA with a refractive index of 1.492).

ϕa, ϕb; beispielsweise Neigungswinkel ϕa = 15° und ϕb = 32,5° gemessen gegen die Bezugsrichtung (die Dickenrichtung der Prismentafel) N, die die Bedingung ϕ2 = ungefähr 63° erfüllen.φa, φb; For example, inclination angle φa = 15 ° and φb = 32.5 ° measured against the reference direction (the thickness direction of the prism sheet) N, which satisfy the condition φ2 = about 63 °.

ϕ1; Neigungswinkel des repräsentativen Strahls B3 auf der Flanke 4a. ϕ1 beträgt unter der genannten Bedingung ungefähr 12°.φ1; Inclination angle of the representative beam B3 on the flank 4a , φ1 is about 12 ° under the condition mentioned.

ϕ2; Winkel unter dem der repräsentative Strahl B3 an der Flanke 4a gebrochen wird. Unter der genannten Bedingung beträgt ϕ2 = ungefähr 8°.φ2; Angle below the representative beam B3 on the flank 4a is broken. Under the condition mentioned, φ2 = about 8 °.

ϕ3; Winkel bei dem der repräsentative Strahl B3 an der Flanke 4b reflektiert wird (Totalreflexion). Unter der genannten Bedingung beträgt ϕ3 = ungefähr 34°.φ3; Angle at which the representative beam B3 at the flank 4b is reflected (total reflection). Under the condition mentioned, φ3 = about 34 °.

ϕ4; Winkel unter dem sich der repräsentative Strahl B3 nach der Reflexion (Totalreflexion) an der Flanke 4b erhebt. Unter der genannten Bedingung gilt ϕ4 = ungefähr 91,5° ((90° – 32,5°) + 34°).φ4; Angle under which the representative beam B3 after the reflection (total reflection) at the flank 4b rises. Under the condition given, φ4 = approximately 91.5 ° ((90 ° - 32.5 °) + 34 °).

7 zeigt eine Ansicht, die das Verhalten von Licht in der Umgebung der Außenfläche der Prismentafel 4' erläutert. Sie zeigt einen Abschnitt einer der Prismenelementzeilen gesehen von der Lichtquellenvorrichtung. Repräsentative Strahlen, die sich in der Prismentafel 4' hin zur Vorwärtsrichtung ausbreiten, sind mit den Bezugszeichen C1 und C2 bezeichnet. 7 shows a view showing the behavior of light in the environment of the outer surface of the prism board 4 ' explained. It shows a portion of one of the prism element lines as viewed from the light source device. Representative rays, reflected in the prism board 4 ' propagate toward the forward direction, are denoted by the reference C1 and C2.

Beträgt der Prismenspitzenwinkel ϕ4 der Prismenelementzeilen an der Außenfläche ungefähr 90°, so wird das gesamte bzw. das meiste Licht, das durch die repräsentativen Strahlen C1 und C2 dargestellt wird, intern an den Flanken 4c und anschließend 4d reflektiert (dabei handelt es sich normalerweise um eine Totalreflexion) oder an den Flanken 4d und anschließend 4c. Dadurch werden sie in seitlicher Richtung verschoben, und sie werden zu Rückkehrstrahlen D1 und D2 (Strahlen, die sich in umgekehrter Richtung ausbreiten).When the prism tip angle φ4 of the prism element lines on the outer surface is approximately 90 °, all or most of the light represented by the representative rays C1 and C2 will be internal to the edges 4c and subsequently 4d reflected (this is usually a total reflection) or on the flanks 4d and subsequently 4c , As a result, they are shifted laterally and become return beams D1 and D2 (beams that propagate in the reverse direction).

9 zeigt eine Ansicht, die das Verhalten der Rückkehrstrahlen D1 und D2 in der Nähe der Innenfläche erläutert. Der größte Teil der Rückkehrstrahlen wird in die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 zurückgeführt. Das in die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 zurückgeführte Licht wird in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 einem zweiten Streuvorgang unterworfen sowie einem Reflexionsvorgang an der rückwärtigen Fläche 6 bzw. dem Reflektor 3 und anschließend wieder von der Austrittsfläche 5 der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 ausgesendet, damit es nochmals auf die Prismentafel 4' trifft. 9 Fig. 12 is a view explaining the behavior of the return rays D1 and D2 in the vicinity of the inner surface. The majority of the return beams enter the light scattering guide plate 1 recycled. The in the light scattering guide plate 1 returned light is in the light scattering guide plate 1 subjected to a second scattering process and a reflection process on the rear surface 6 or the reflector 3 and then again from the exit surface 5 the light scattering guide plate 1 sent out, so it again on the prism board 4 ' meets.

Bei diesem Vorgang durchläuft das Licht eine Vielzahl von Pfaden. Daher hat sich die Ausbreitungsrichtung des Lichts beträchtlich erweitert, wenn es erneut auf die Prismentafel 4' trifft. Ein beträchtlicher Teil des Lichts fällt unter geringen Winkeln auf die Flanken 4c oder 4d, siehe die Darstellung bei C3 und C4, und wird von dort in Form der Strahlen D3 und D4 in Vorwärtsrichtung ausgesendet.In this process, the light goes through a variety of paths. Therefore, the propagation direction of the light has considerably expanded when it is returned to the prism board 4 ' meets. A considerable part of the light falls on the flanks at low angles 4c or 4d , see the illustration at C3 and C4, and is emitted from there in the form of the rays D3 and D4 in the forward direction.

Durch das Ausbilden der Außenfläche der Prismentafel 4' als Prismenfläche ist es also möglich, zu verhindern, dass Licht direkt von der Prismentafel 4' ausgesendet wird ohne dass es irgendeinem Rückkehrweg folgt.By forming the outer surface of the prism board 4 ' As a prism surface it is thus possible to prevent light directly from the prism board 4 ' is sent out without following any return route.

Anders ausgedrückt haben Strahlen, die vom gleichen mikroskopischen Bereich der Außenfläche der Prismentafel 4' abgestrahlt werden, zahlreiche unterschiedliche Wege durchlaufen und erzeugen dadurch ein gleichförmiges und weiches Beleuchtungslicht. Insbesondere wird die Erzeugung einer ungleichförmigen Beleuchtung durch Reflexionsprojektion in Bereichen nahe an der Einfallsfläche verhindert, indem die direkte Aussendung von starken Komponenten in der Ausbreitungsrichtung unterdrückt wird.In other words, rays from the same microscopic area of the outer surface of the prism board 4 ' are radiated through many different paths and thereby produce a uniform and soft illumination light. In particular, the generation of non-uniform illumination by reflection projection in areas close to the incident surface is prevented by suppressing the direct emission of strong components in the propagation direction.

7 und 9 beruhen auf der Annahme, dass sich die repräsentativen Strahlen C1 und C2 im Wesentlichen in Vorwärtsrichtung ausbreiten und dass der Prismenspitzenwinkel ϕ4 ungefähr 90° beträgt. Man kann jedoch einen ähnlichen Effekt erwarten, falls die Ausbreitungsrichtung der repräsentativen Strahlen C1 und C2 und der Prismenspitzenwinkel ϕ4 in einem gewissen Ausmaß von diesen Bedingungen abweichen. 7 and 9 are based on the assumption that the representative rays C1 and C2 propagate substantially in the forward direction and that the prism peak angle φ4 is approximately 90 °. However, a similar effect can be expected if the propagation direction of the representative beams C1 and C2 and the prism peak angles φ4 deviate to some extent from these conditions.

Ein praktisch umsetzbarer Bereich für den Prismenspitzenwinkel ϕ4 liegt zwischen 70° und 130°. Ein kleinerer Prismenspitzenwinkel als 70° führt zu einer beträchtlichen Verringelung des Konvergenzeffekts, der die Ausbreitungsrichtung des Lichts in die Vorwärtsrichtung in einer Ebene in der Querrichtung bündelt. Dadurch wird die Helligkeit der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung geringer.One practically realizable area for the prism tip angle φ4 is between 70 ° and 130 °. A smaller one Prism tip angle as 70 ° leads to a considerable Reduction of the convergence effect of the propagation direction of the light in the forward direction bundles in a plane in the transverse direction. This will cause the brightness the surface light source device lower.

Ist der Prismenspitzenwinkel ϕ4 zu groß, so wird ein Hauptteil der repräsentativen Strahlen C1 und C2, die sich im Wesentlichen in Vorwärtsrichtung bewegen, direkt von den Flanken 4c und 4d abgestrahlt. Dadurch kann man keine Aufspaltung der Pfadverläufe des Lichts erwarten, das die Prismentafel 4' emittiert.If the prism tip angle φ4 is too large, a major portion of the representative rays C1 and C2 that move substantially in the forward direction will be directly from the flanks 4c and 4d radiated. As a result, one can expect no splitting of the pathways of the light, the prism board 4 ' emitted.

8 zeigt ein Beispiel einer derartigen Situation für einen Fall, bei dem gilt ϕ4 = 160°. Ein Hauptteil der repräsentativen Strahlen C1 und C2, siehe 8, die sich im Wesentlichen in Vorwärtsrichtung bewegen, wird von den Flanken 4c und 4d in Form der abgestrahlten Strahlen D1 und D2 direkt emittiert. 8th shows an example of such a situation for a case where φ4 = 160 °. A major part of the representative rays C1 and C2, see 8th that move substantially in the forward direction is from the flanks 4c and 4d emitted directly in the form of the radiated beams D1 and D2.

Die umgekehrte Ausbreitung (Rückkehr) durch Totalreflexion erfolgt für einen einfallenden Strahl, der mit dem Bezugszeichen C5 bezeichnet ist, unter einem Winkel. Dies trägt wenig zur Aufspaltung der Pfadverläufe des Lichts bei, das die Prismentafel 4' emittiert.The reverse propagation (return) by total reflection occurs at an angle for an incident beam, denoted by reference C5. This contributes little to the splitting of the pathways of light that make up the prism board 4 ' emitted.

10(a) und 10(b) zeigen Kurven mit den Messergebnissen der Winkeleigenschaften von Beleuchtungslicht in der Anordnung in 4 unter den Bedingungen nach 6. Beide Kurven zeigen sowohl die Messergebnisse für symmetrische Prismentafeln als auch für asymmetrische Prismentafeln unter den gleichen Messbedingungen. Ferner zeigt 11 eine Kurve der Winkeleigenschaften für die Anordnung, mit der die Kurven in 10(a) und 10(b) gewonnen wurden. Dabei sind jedoch die Prismentafeln entfernt, um die Wirkung der Prismentafel 4' herauszustellen. 10 (a) and 10 (b) show curves with the measurement results of the angle characteristics of illumination light in the arrangement in FIG 4 under the conditions 6 , Both curves show the measurement results for symmetrical prism charts as well as for asymmetric prism charts under the same measuring conditions. Further shows 11 a curve of the angular properties of the arrangement with which the curves in 10 (a) and 10 (b) were won. However, the prism plates are removed to the effect of the prism board 4 ' highlight.

In jeder dieser Kurven ist auf der Ordinate die Helligkeit der leuchtenden Flächen (der Außenflächen der Prismentafeln 4 und 4') gemessen in cd (Candela)/m2 aufgetragen. Die Abszisse stellt die Richtung dar, in der die Helligkeit gemessen wird (die Richtung der Sichtlinie des Helligkeitsmessgeräts). Für 10(a) und 11 erfolgte ein Winkeldurchlauf in der Richtung der Sichtlinie des Helligkeitsmessgeräts in einem Abschnitt der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in deren Längsrichtung. Für 10(b) erfolgte ein Winkeldurchlauf in der Richtung der Sichtlinie des Helligkeitsmessgeräts in einem Abschnitt der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in deren Querrichtung.In each of these curves, the ordinate indicates the brightness of the luminous surfaces (the outer surfaces of the prism plates 4 and 4 ' ) measured in cd (candela) / m 2 . The abscissa represents the direction in which the brightness is measured (the direction of the line of sight of the brightness meter). For 10 (a) and 11 An angular pass was made in the direction of line of sight of the brightness meter in a portion of the light scattering guide plate 1 in the longitudinal direction. For 10 (b) An angular pass was made in the direction of line of sight of the brightness meter in a portion of the light scattering guide plate 1 in the transverse direction.

In beiden Kurven stellt der Winkel 0° die Vorwärtsrichtung dar.In The angle 0 ° represents the two curves forward direction represents.

Wie die Kurve in 11 zeigt, besitzt die Lichtstreuungs-Führungsplatte, die eine Matrix enthält, die aus Polymethylmethacrylat hergestellt ist (PMMA mit einer Brechzahl von 1,492), einen deutlichen Spitzenwert des emittierten Lichts in einer Richtung von un gefähr 63° im Längsschnitt.Like the curve in 11 shows, has the light scattering guide plate containing a matrix made of polymethyl methacrylate (PMMA with a refractive index of 1.492), a significant peak of the emitted light in a direction of approximately 63 ° in the longitudinal section.

In 10(a) stellt die Kurve G1 das Ergebnis des Durchlaufs im gleichen Längsschnitt für die Anordnung dar, aus der das Ergebnis in 11 stammt, jedoch mit einer hinzugefügten asymmetrischen Prismentafel (ϕa = 15°, ϕb = 32,5°). Die Kurve G2 stellt das Ergebnis des Durchlaufs im gleichen Längsschnitt für die Anordnung dar, aus der das Ergebnis in 11 stammt, jedoch mit einer hinzugefügten symmetrischen Prismentafel (mit einem Prismenspitzenwinkel von 65°).In 10 (a) the curve G1 represents the result of the passage in the same longitudinal section for the arrangement from which the result in 11 but with an added asymmetric prism board (φa = 15 °, φb = 32.5 °). The curve G2 represents the result of the passage in the same longitudinal section for the arrangement from which the result in 11 but with an added symmetrical prism board (with a prism peak angle of 65 °).

In ähnlicher Weise stellt in 10(b) die Kurve G3 das Ergebnis des Durchlaufs im Querschnitt für die Anordnung dar, aus der das Ergebnis in 11 stammt, jedoch mit einer hinzugefügten asymmetrischen Prismentafel (ϕa = 15°, ϕb = 32,5°). Die Kurve G4 stellt das Ergebnis des Durchlaufs im gleichen Querschnitt für die Anordnung dar, aus der das Ergebnis in 11 stammt, jedoch mit einer hinzugefügten symmetrischen Prismentafel (mit einem Prismenspitzenwinkel von 65°).Similarly, in 10 (b) the curve G3 represents the result of the passage in cross section for the arrangement from which the result in 11 but with an added asymmetric prism board (φa = 15 °, φb = 32.5 °). The curve G4 represents the result of the run in the same cross-section for the arrangement from which the result in 11 but with an added symmetrical prism board (with a prism peak angle of 65 °).

Aus den Messergebnissen kann man die folgenden Resultate entnehmen.

  • (1) Sowohl in der Längsrichtung als auch der Querrichtung liefert die symmetrische oder die asymmetrische Prismentafel Beleuchtungslicht, das seinen Spitzenwert im Wesentlichen in Vorwärtsrichtung aufweist.
  • (2) Aus dem Vergleich der Kurven G1 und G3 mit den Kurven G2 und G4 geht jedoch hervor, dass die asymmetrische Prismentafel einen Spitzenhelligkeitswert liefert, der 10 bis 20 Prozent größer ist als der Wert, den man mit der symmetrischen Prismentafel erreicht.
  • (3) Die Kurve G2 der Kurven in 10(a) zeigt eine Verringerung der Helligkeit Q1 in einer Richtung, die relativ nahe an der Vorwärtsrichtung liegt (in der Nähe von –15°). Im Gegensatz dazu zeigt sie eine Zunahme der Helligkeit Q2 in einer Richtung, die relativ weit von der Vorwärtsrichtung entfernt ist (in der Nähe von –40°). Eine derartige unerwünschte Charakteristik ist in der Kurve G1 für die asymmetrische Prismentafel nahezu beseitigt, die nur eine geringe Spur Q3 zeigt.
From the measurement results you can see the following results.
  • (1) In both the longitudinal direction and the transverse direction, the symmetrical or asymmetrical prism sheet provides illumination light having its peak substantially in the forward direction.
  • (2) From the comparison of curves G1 and G3 with curves G2 and G4, however, it is apparent that the asymmetrical prism sheet provides a peak brightness value that is 10 to 20 percent greater than the value achieved with the symmetrical prism sheet.
  • (3) The curve G2 of the curves in FIG 10 (a) shows a reduction in brightness Q1 in a direction relatively close to the forward direction (near -15 °). In contrast, it shows an increase in the brightness Q2 in a direction relatively far from the forward direction (near -40 °). Such an undesirable characteristic is almost eliminated in the asymmetrical prism board curve G1 which shows only a small trace Q3.

Aus den obigen Angaben geht klar hervor, dass die Anordnung, in der eine asymmetrische Prismentafel verwendet wird, beträchtliche Verbesserungen gegenüber der Anordnung aufweist, in der eine symmetrische Prismentafel verwendet wird, und zwar sowohl hinsichtlich der Helligkeit in der Richtung des Spitzenwerts (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) als auch der Form der Helligkeitskurve.Out It is clear from the above information that the arrangement in which an asymmetrical prism board is used, considerable Improvements over having the arrangement in which uses a symmetrical prism board is, both in terms of brightness in the direction the peak value (essentially the forward direction) as well as the shape the brightness curve.

Die Erfindung kann man an Oberflächen-Lichtquellenvorrichtungen oder Flüssigkristallanzeigen in verschiedenen anderen Anordnungen anpassen. Beispielsweise sind verschiedene Abwandlungen hinsichtlich der Form der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 und der Anzahl und Form der Lichtquellenvorrichtungen L möglich. 12 bis 15 zeigen Beispiele für derartige Abwandlungen in Form von skizzierten Teilansichten. Die Anordnungen, Positionen, Funktionen, Ausrichtungen usw. der asymmetrischen Prismentafel oder anderer Komponenten werden nicht beschrieben, um Wiederholungen zu vermeiden.The invention can be adapted to surface light source devices or liquid crystal displays in various other arrangements. For example, various modifications are made in the shape of the light scattering guide plate 1 and the number and shape of the light source devices L possible. 12 to 15 show examples of such modifications in the form of sketched partial views. The arrangements, positions, functions, orientations, etc. of the asymmetrical prism sheet or other components are not described to avoid repetition.

12 zeigt eine Anordnung, in der eine Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in Form einer ebenen Platte verwendet wird und eine Lichtquellenvorrichtung L entlang einer Stirnfläche der Platte angeordnet ist (eine erste alternative Ausführungsform). Sie unterscheidet sich von der Ausführungsform in 4 nur durch die Querschnittsgestalt der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1. 12 shows an arrangement in which a light scattering guide plate 1 is used in the form of a flat plate and a light source device L along an end face of the plate is arranged (a first alternative embodiment). It differs from the embodiment in FIG 4 only through the cross sectional shape of the light scattering guide plate 1 ,

In der Anordnung in 13 wird eine Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in Form einer ebenen Platte verwendet sowie zwei Lichtquellenvorrichtungen L, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen der Platte angeordnet sind (eine zweite alternative Ausführungsform). Sie unterscheidet sich von der Ausführungsform in 4 durch die Querschnittsgestalt der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 und die Anzahl der verwendeten Lichtquellenvorrichtungen L.In the arrangement in 13 becomes a light scattering guide plate 1 used in the form of a flat plate and two light source devices L, which are arranged on the opposite end faces of the plate (a second alternative embodiment). It differs from the embodiment in FIG 4 by the cross-sectional shape of the light scattering guide plate 1 and the number of light source devices L used.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Ausrichtung der Flanken auf der Innenfläche der Prismentafel 4' entlang der Mittellinie F-F umgekehrt worden ist. Im Einzelnen werden die Flanken mit einem kleineren Neigungswinkel so ausgebildet, dass sie auf der rechten Seite der Mittellinie F-F zur rechten Lichtquellenvorrichtung L zeigen, und die Flanken mit einem kleineren Neigungswinkel werden so ausgebildet, dass sie auf der linken Seite der Mittellinie F-F zur linken Lichtquellenvorrichtung L zeigen.Another difference is that the orientation of the flanks on the inside surface of the prism board 4 ' along the center line FF has been reversed. Specifically, the flanks with a smaller inclination angle are formed to face the right light source device L on the right side of the center line FF, and the flanks with a smaller inclination angle are formed to be on the left side of the center line FF to the left light source device L show.

In der Anordnung in 14 wird eine Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 verwendet, die eine Kombination aus geraden keilförmigen Strukturen darstellt, wobei die keilförmigen Teile aneinander anstoßen (eine dritte alternative Ausführungsform). An jeder Seite der Platte ist eine Lichtquellenvorrichtung L angeordnet. Wie im Fall von 14 dargestellt wird die Ausrichtung der Flanken auf der Innenfläche der Prismentafel 4' entlang der Mittellinie F-F umgekehrt. Im Einzelnen werden die Flanken mit einem kleineren Neigungswinkel so ausgebildet, dass sie auf der rechten Seite der Mittellinie F-F zur rechten Lichtquellenvorrichtung L zeigen, und die Flanken mit einem kleineren Neigungswinkel werden so ausgebildet, dass sie auf der linken Seite der Mittellinie F-F zur linken Lichtquellenvorrichtung L zeigen.In the arrangement in 14 becomes a light scattering guide plate 1 used, which represents a combination of straight wedge-shaped structures, wherein the wedge-shaped parts abut each other (a third alternative embodiment). On each side of the plate, a light source device L is arranged. As in the case of 14 the orientation of the flanks is shown on the inner surface of the prism board 4 ' reversed along the center line FF. Specifically, the flanks with a smaller inclination angle are formed to face the right light source device L on the right side of the center line FF, and the flanks with a smaller inclination angle are formed to be on the left side of the center line FF to the left light source device L show.

In der Anordnung in 15 ist die Rückseite der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 bogenförmig gestaltet, und an jeder Seite ist eine Lichtquellenvorrichtung L angebracht (eine vierte alternative Ausführungsform).In the arrangement in 15 is the back of the light scattering guide plate 1 arcuate design, and on each side of a light source device L is attached (a fourth alternative embodiment).

In diesem Fall wird die Ausrichtung der Flanken auf der Innenfläche der Prismentafel 4' wiederum an der Mittellinie F-F umgekehrt. Im Einzelnen werden die Flanken mit einem kleineren Neigungswinkel so ausgebildet, dass sie auf der rechten Seite der Mittellinie F-F zur rechten Lichtquellenvorrichtung L zeigen, und die Flanken mit einem kleineren Neigungswinkel werden so ausgebildet, dass sie auf der linken Seite der Mittellinie F-F zur linken Lichtquellenvorrichtung L zeigen.In this case, the orientation of the flanks on the inner surface of the prism board 4 ' again at the center line FF vice versa. Specifically, the flanks with a smaller inclination angle are formed to face the right light source device L on the right side of the center line FF, and the flanks with a smaller inclination angle are formed to be on the left side of the center line FF to the left light source device L show.

Die in den beschriebenen Ausführungsformen verwendeten Prismentafeln sind doppelt orthogonale Prismenflächen, bei denen Prismenflächen mit einer Vielzahl Prismenelementzeilen auf beiden Seiten der Tafel ausgebildet sind. Es ist jedoch nicht unerlässlich, dass die Außenfläche einer solchen Prismentafel eine Prismenfläche ist.The in the described embodiments used prism charts are double orthogonal prism surfaces, at those prism surfaces with a plurality of prism element lines on both sides of the panel are formed. However, it is not essential that the outer surface of a such prism board is a prism surface.

Eine grundlegende optische Funktion, die für die Außenfläche einer Prismentafel erforderlich ist, besteht darin, dass sie einen Strahl in einer seitlichen Richtung verschiebt und anschließend die Richtung des Strahls zur Innenfläche umsetzt (damit eine Rückkehrlichtkomponente erzeugt wird). Daher kann man die Prismenelementzeilen auf der Außenfläche der Prismentafel 4' mit doppelt orthogonalen Prismenflächen, die in den beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden, durch Linsenelementzeilen ersetzen, die ähnliche Wirkungen wie Prismenelemente bieten.A fundamental optical function required for the outer surface of a prism sheet is that it shifts a beam in a lateral direction and then translates the direction of the beam to the inner surface (to produce a return light component). Therefore, you can the prism element lines on the outer surface of the prism board 4 ' with double orthogonal prism surfaces used in the described embodiments, replace with lens element rows that provide similar effects as prism elements.

16 zeigt eine Ansicht, die eine fünfte alternative Ausführungsform der Erfindung erläutert, in der eine derartige Prismentafel mit einer Prismenfläche und einer Linsenfeldfläche verwendet wird. Wie in 4 ist zur besseren Erkennbarkeit in der Zeichnung das Intervall zwischen der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 und den Zeilen der Prismenelemente und der Abstand und die Tiefe der Zeilen der Prismenelemente übertrieben dargestellt. 16 shows a view explaining a fifth alternative embodiment of the invention, in which such prism board is used with a prism surface and a lens field surface. As in 4 For better visibility in the drawing, the interval between the light scattering guide plate 1 and the lines of the prism elements and the distance and the depth of the lines of the prism elements exaggerated.

Die fünfte Ausführungsform entspricht einer Anordnung, die man erhält, wenn man die asymmetrische Prismentafel 4' mit zwei orthogonalen Prismenflächen, die Prismenelementzeilen auf ihren beiden Seiten aufweist, in der Ausführungsform in 4 durch eine Prismentafel 4'' mit einer Prismenfläche und einer Linsenfeldfläche ersetzt.The fifth embodiment corresponds to an arrangement obtained when using the asymmetrical prism board 4 ' with two orthogonal prism faces having prism element rows on both sides thereof, in the embodiment in FIG 4 through a prism board 4 '' replaced with a prism surface and a lens field surface.

In der Nähe einer Lichteinfallsfläche, die die größere Dicke einer Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 bestimmt, die einen keilförmigen Querschnitt aufweist, ist eine Lichtquellenvorrichtung (Fluoreszenzlampe) L angeordnet. Die Prismentafel 4'' ist so ausgerichtet, dass die Zeilen der auf der Außenfläche der Tafel ausgebildeten Linsenelemente in einer Richtung verlaufen, die im Wesentlichen senkrecht zur Einfallsfläche ist (Lichtquellenvorrichtung L).Near a light incident surface, the larger the thickness of a light scattering guide plate 1 is determined, which has a wedge-shaped cross section, a light source device (fluorescent lamp) L is arranged. The prism board 4 '' is aligned so that the lines of the lens elements formed on the outer surface of the panel are in a direction substantially perpendicular to the incident surface (light source device L).

Die Konfiguration und Funktion der anderen Komponenten neben der Prismentafel 4'' unterscheiden sich nicht von der Ausführungsform in 4 und werden nicht beschrieben, um Wiederholungen zu vermeiden. Wie in der Anordnung in 4 wird eine Flüssigkristallanzeige dadurch aufgebaut, dass man eine bekannte Flüssigkristall-Anzeigetafel LP (nicht dargestellt) außerhalb der Prismentafel 4'' anbringt.The configuration and function of the other components next to the prism board 4 '' do not differ from the embodiment in 4 and are not described to avoid repetition. As in the arrangement in 4 For example, a liquid crystal display is constructed by placing a known liquid crystal display panel LP (not shown) outside the prism sheet 4 '' install.

In die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 eingebrachtes Licht wird zu einer Stirnfläche geführt, die die geringere Dicke der Platte bestimmt. Dabei wird das Licht in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 gestreut und an einem Reflektor 3 reflektiert. Während dieses Vorgangs wird Beleuchtungslicht allmählich hin zur Prismentafel 4'' emittiert.In the light scattering guide plate 1 introduced light is guided to an end face, which determines the smaller thickness of the plate. At this time, the light in the light scattering guide plate becomes 1 scattered and on a reflector 3 reflected. During this process, illumination light will gradually move towards the prism panel 4 '' emitted.

Die Struktur der Prismentafel 4'' und die Struktur und Funktion der Innenfläche (asymmetrische Prismenfläche) gleichen im Allgemeinen der Prismentafel 4' und werden nicht beschrieben, um Wiederholungen zu vermeiden.The structure of the prism board 4 '' and the structure and function of the inner surface (asymmetric prism surface) are generally the same as the prism sheet 4 ' and are not described to avoid repetition.

Kurz gesagt sind Zeilen mit asymmetrischen Prismenelementen wie in 5(b) oder 6 sich wiederholend auf der Innenfläche der Prismentafel 4'' ausgebildet. Wie bereits erwähnt erzeugt die Wirkung derartiger Prismenelementzeilen wirkungsvoll Licht, das sich in der Prismentafel 4'' in Vorwärtsrichtung bewegt.In short, lines with asymmetric prism elements are as in 5 (b) or 6 repeating on the inside surface of the prism board 4 '' educated. As already mentioned, the effect of such prism element rows effectively produces light that is in the prism panel 4 '' moved in the forward direction.

Wie im Fall der Prismentafel 4' erreicht Licht, das sich in der Prismentafel 4'' in Vorwärtsrichtung bewegt, schließlich die Innenfläche der Linsenelementzeilen, die auf der Außenfläche der Prismentafel 4'' ausgebildet sind.As in the case of the prism board 4 ' reaches light, reflected in the prism board 4 '' moved in the forward direction, finally, the inner surface of the lens element rows, which on the outer surface of the prism board 4 '' are formed.

17 zeigt die allgemeine Anordnung der Linsenelementzeilen, die auf der Außenfläche der Prismentafel 4'' ausgebildet sind, für die Bauart mit Prismenflächen und Linsenfeldflächen, und das Verhalten von Licht in der Nähe der Linsenelementzeile analog zu 7. 17 zeigt einen Querschnitt einer der Linsenelementzeilen gesehen von der Lichtquellenvorrichtung L. Repräsentative Strahlen, die sich in der Prismentafel 4'' in Vorwärtsrichtung ausbreiten, sind mit den Bezugszeichen C1 und C2 bezeichnet. 17 shows the general arrangement of the lens element rows, which on the outer surface of the prism board 4 '' are designed for the type with prism surfaces and lens field surfaces, and the behavior of light in the vicinity of the lens element line analogous to 7 , 17 shows a cross-section of one of the lens element rows as viewed from the light source device L. Representative rays that appear in the prism board 4 '' propagate in the forward direction are denoted by the reference numerals C1 and C2.

Der repräsentative Strahl C1 stellt Licht dar, das sich in einer Ebene fortbewegt, die in Querrichtung zur Vorwärtsrichtung liegt. Der repräsentative Strahl C2 stellt Licht dar, das sich in einer Ebene in der Querrichtung fortbewegt, und zwar in einer Richtung, die einen geringen Winkel gegen die Vorwärtsrichtung aufweist.Of the representative Ray C1 represents light that moves in a plane, in the transverse direction to the forward direction lies. The representative Beam C2 represents light that is in a plane in the transverse direction moved, in a direction that is a small angle against the forward direction having.

Die Linsenelementzeilen haben im Allgemeinen ein halbzylindrisches Profil und enthalten zumindest in einem Teil der Elemente eine konvex gekrümmte Oberfläche. In dieser Ausführungsform ist eine konvex gekrümmte Oberfläche eingebaut, die in Spitzennähe glatt ist. Alle oder die meisten Linsenelemente können als konvex gekrümmte Oberflächen ausgebildet werden. Weiterhin kann man eine konkav gekrümmte Oberfläche in dem Tal zwischen benachbarten Linsenelementzeilen unterbringen.The Lens element rows generally have a semi-cylindrical profile and contain a convexly curved surface in at least part of the elements. In this embodiment is a convex curved surface installed, which is near the top is smooth. All or most of the lens elements may be convex curved surfaces be formed. Furthermore, one can have a concave curved surface in the Accommodate valley between adjacent lens element rows.

Ein Hauptteil eines repräsentativen Strahls C1, der in der Nähe eines derartigen Spitzenabschnitts auftrifft, wird als Beleuchtungsstrahl D1 in der Vorwärtsrichtung abgestrahlt. Im Gegensatz dazu wird ein beträchtlicher Teil bzw. der Hauptanteil eines repräsentativen Strahls C1, der auf einen von der Spitze entfernten Bereich trifft, abhängig vom Einfallswinkel aufgrund der inneren Reflexion in Querrichtung verschoben und einer zweiten inneren Reflexion unterworfen, damit ein Rückkehrstrahl D1 entsteht.One Main part of a representative Beam C1, which is close of such a tip portion is used as the illumination beam D1 in the forward direction radiated. In contrast, a considerable part or the main part a representative Beam C1, which strikes a region remote from the tip, dependent from the angle of incidence due to the internal reflection in the transverse direction shifted and subjected to a second internal reflection, so a return beam D1 is created.

Ferner wird ein Hauptteil eines repräsentativen Strahls C2, der in der Nähe einer solchen Spitze auftrifft, diagonal in einer Ebene in der Querrichtung als Beleuchtungsstrahl D1 emittiert. Ein beträchtlicher Teil bzw. der Hauptanteil eines repräsentativen Strahls C2, der auf einen von der Spitze entfernten Bereich trifft, wird abhängig vom Einfallswinkel aufgrund der inneren Reflexion in Querrichtung verschoben, obwohl sich der Lichtweg geringfügig vom Weg des repräsentativen Strahls C1 unterscheidet, und einer, zweiten inneren Reflexion unterworfen, damit ein Rückkehrstrahl D1 entsteht.Further becomes a main part of a representative Beam C2, which is close such a tip hits diagonally in a plane in the transverse direction emitted as the illumination beam D1. A considerable part or the main part a representative Beam C2, which hits an area remote from the tip, becomes dependent from the angle of incidence due to the internal reflection in the transverse direction although the light path is slightly off the path of the representative Beam C1 differs, and subjected to a second internal reflection, with it a return ray D1 is created.

Das Verhalten der Rückkehrstrahlen D1 und D2 in der Nähe der Innenfläche gleicht dem Verhalten in der Prismentafel 4'. Insbesondere wird wie anhand von 9 beschrieben ein Hauptteil der Rückkehrstrahlen in die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 zurückgeleitet. Das in die Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 zurückgeführte Licht wird in der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 erneut gestreut und an der rückwärtigen Fläche oder dem Reflektor 3 reflektiert. Anschließend wird es wieder von der Austrittsfläche 5 der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 abgestrahlt, damit es erneut auf die Prismentafel 4'' trifft.The behavior of the return rays D1 and D2 near the inner surface is similar to the behavior in the prism sheet 4 ' , In particular, as based on 9 described a main part of the return beams in the light scattering guide plate 1 returned. The in the light scattering guide plate 1 returned light is in the light scattering guide plate 1 scattered again and on the back surface or the reflector 3 reflected. Then it gets back from the exit surface 5 the light scattering guide plate 1 blasted to make it back to the prism board 4 '' meets.

Bei diesem Vorgang tritt eine Vielzahl von Lichtpfaden auf. Daher hat sich die Ausbreitungsrichtung des Lichts beträchtlich erweitert, wenn es erneut auf die Prismentafel 4'' trifft. Somit ist die Verteilung der Lichtpfade für das erneut auftreffende Licht in der Querebene erweitert. Dies verstärkt Komponenten in diagonalen Richtungen, die in 17 durch die repräsentativen Strahlen C2 dargestellt sind.In this process, a plurality of light paths occur. Therefore, the propagation direction of the light has considerably expanded when it is returned to the prism board 4 '' meets. Thus, the distribution is the light expanded paths for the re-incident light in the transverse plane. This reinforces components in diagonal directions, which in 17 represented by the representative rays C2.

Damit liefert ein Mechanismus, der der Prismentafel 4 gleicht, unterschiedliche Lichtwege, die auf der Erzeugung von Rückkehrstrahlen beruhen. Anders ausgedrückt haben Strahlen, die vom gleichen mikroskopischen Bereich der Außenfläche der Prismentafel 4'' in die Vorwärtsrichtung abgestrahlt werden (in einer Ebene in der Längsrichtung), zahlreiche unterschiedliche Wege durchlaufen und erzeugen dadurch ein gleichförmiges und weiches Beleuchtungslicht.This provides a mechanism that the prism board 4 is similar to different light paths based on the generation of return beams. In other words, rays from the same microscopic area of the outer surface of the prism board 4 '' are radiated in the forward direction (in a plane in the longitudinal direction), through many different paths, thereby producing a uniform and soft illumination light.

Insbesondere wird die Erzeugung einer ungleichförmigen Helligkeit durch Reflexionsprojektion in Bereichen nahe an der Einfallsfläche verhindert, indem die direkte Aussendung von starken Komponenten in der Ausbreitungsrichtung unterdrückt wird.Especially The generation of a non-uniform brightness by reflection projection in areas close to the incidence area prevented by the direct Transmission of strong components in the propagation direction is suppressed.

An der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung in 16 kann man verschiedene Abwandlungen vornehmen, beispielsweise für Anordnungen mit einer doppelt orthogonalen Prismentafel. Beispielsweise kann man in den alternativen Anordnungen gemäß der beschriebenen zweiten bis vierten Ausführungsform (siehe 12 bis 15) die Prismentafel 4' mit doppelt orthogonalen Prismenflächen durch eine Prismentafel mit einer Linsenfeldelemente-Prismenfläche ersetzen.At the surface light source device in FIG 16 You can make various modifications, for example, arrangements with a double-orthogonal prism board. For example, in the alternative arrangements according to the described second to fourth embodiments (see 12 to 15 ) the prism board 4 ' with doubly orthogonal prism faces through a prism sheet with a lens array element prism face.

19(a) und 19(b) sind Kurven, die die Messergebnisse der Winkeleigenschaften von Beleuchtungslicht in der Anordnung in 16 zeigen. Es wurde eine Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 mit einer Standardgröße von 4 Inch verwendet. Die Bedingungen für die Innenfläche (Prismenfläche) der Prismentafel 4'' stimmen mit den Bedingungen in 6 überein. Ferner stimmen die Bedingungen für die Außenfläche (Linsenfeldfläche) der Prismentafel 4'' mit den Bedingungen in 18 überein. 19 (a) and 19 (b) are curves showing the measurement results of the angle characteristics of illumination light in the arrangement in FIG 16 demonstrate. It became a light scattering guide plate 1 used with a standard size of 4 inches. The conditions for the inner surface (prism surface) of the prism board 4 '' agree with the conditions in 6 match. Furthermore, the conditions for the outer surface (lens field surface) of the prism sheet are correct 4 '' with the conditions in 18 match.

Insbesondere ist ein Tangentialwinkel von 60° an beiden Kantenabschnitten einer jeden Linsenelementzeile eingerichtet, und es ist eine konvex gekrümmte Fläche angebracht, die einen Gradienten hat, der sich zur Spitze hin allmählich verkleinert.Especially is a tangential angle of 60 ° both edge portions of each lens element row set up, and it's a convex curved one area attached, which has a gradient which gradually decreases towards the tip.

In jeder dieser Kurven ist auf der Ordinate die Helligkeit der leuchtenden Fläche (der Außenfläche der Prismentafeln 4'') gemessen in cd (Candela)/m2 aufgetragen. Die Abszisse stellt die Richtung dar, in der die Helligkeit gemessen wird (die Richtung der Sichtlinie des Helligkeitsmessgeräts). Für 19(a) erfolgte ein Winkeldurchlauf in der Richtung der Sichtlinie des Helligkeitsmessgeräts in einem Abschnitt der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in deren Längsrichtung. Für 19(b) erfolgte ein Winkeldurchlauf in der Richtung der Sichtlinie des Helligkeitsmessgeräts in einem Abschnitt der Lichtstreuungs-Führungsplatte 1 in deren Querrichtung.In each of these curves, the ordinate indicates the brightness of the illuminating surface (the outer surface of the prism plates 4 '' ) measured in cd (candela) / m 2 . The abscissa represents the direction in which the brightness is measured (the direction of the line of sight of the brightness meter). For 19 (a) An angular pass was made in the direction of line of sight of the brightness meter in a portion of the light scattering guide plate 1 in the longitudinal direction. For 19 (b) An angular pass was made in the direction of line of sight of the brightness meter in a portion of the light scattering guide plate 1 in the transverse direction.

In beiden Kurven stellt der Winkel 0° die Vorwärtsrichtung dar.In The angle 0 ° represents the two curves forward direction represents.

Aus den Messergebnissen kann man die folgenden Resultate entnehmen.

  • (1) Sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung wird ein Beleuchtungslicht erzeugt, das einen deutlichen Spitzenwert im Wesentlichen in der Vorwärtsrichtung hat.
  • (2) Sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung hat die Helligkeitskurve ein gut eingestelltes Profil mit einer geeigneten Breite und einer hohen Symmetrie.
From the measurement results you can see the following results.
  • (1) In both the longitudinal direction and the transverse direction, an illumination light having a marked peak substantially in the forward direction is generated.
  • (2) In both the longitudinal direction and the transverse direction, the brightness curve has a well-adjusted profile with a suitable width and a high symmetry.

Aus der obigen Darstellung geht hervor, dass die Prismentafel 4'' mit der Linsenfeldflächen-Prismenfläche wie die beschriebenen asymmetrischen Prismentafeln ausgezeichnete Eigenschaften sowohl hinsichtlich der Helligkeit in Spitzenwertrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) als auch der Form der Helligkeitskurve zeigt.From the above illustration, it appears that the prism board 4 '' with the lens field surface prism surface such as the asymmetrical prism sheets described, exhibits excellent characteristics in both the peak direction (substantially the forward direction) brightness and the shape of the brightness curve.

Zum Schluss erfolgt eine ergänzende Beschreibung der Materialien für die Prismentafel und die Lichtstreuungs-Führungsplatte, die in der Erfindung verwendet werden, und die Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen dieser Teile.To the Finally, there is a supplementary Description of the materials for the prism sheet and the light scattering guide plate used in the invention and the description of a method of manufacturing these parts.

Für die in der Erfindung verwendete Prismentafel und Lichtstreuungs-Führungsplatte kann man verschiedene Polymermaterialien als Basis (Matrix) verwenden. In Tabelle 1 und 2 sind gängige Matrixmaterialien dargestellt.For the in of the invention used prism board and light scattering guide plate one can use different polymer materials as base (matrix). In Tables 1 and 2 are common Matrix materials shown.

Figure 00270001
Figure 00270001

Figure 00280001
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Man kann diese Materialien unverändert verwenden, da eine Prismentafel normalerweise ein durchsichtiges Bauteil ist. Sollen ebene Flächen der Prismentafel satinartig bearbeitet werden, so kann man bekannte Strahlverfahren einsetzen. Man kann bekannte Kunststofffilm-Formungsverfahren zum Ausbilden einer Prismenfläche einsetzen, die einen gewünschten Prismenspitzenwinkel hat, und einer Linsenfeldfläche, die eine gewünschte Form hat. Eine Lichtstreuungs-Führungsplatte, bei der ein Polymermaterial als Grundlage dient, kann man mit Hilfe der folgenden Herstellungsverfahren fertigen.you These materials can be unchanged because a prism sheet is usually a transparent one Component is. Should flat surfaces the prism board are processed like satin, so you can known Use blasting method. One can known plastic film molding process for forming a prism surface insert a desired one Prism tip angle, and a lens field surface, which has a desired shape Has. A light scattering guide plate, in which a polymer material serves as a basis, you can with the help manufacture the following manufacturing process.

Eines der Verfahren besteht darin, einen Formungsvorgang zu verwenden, der einen Schritt enthält, in dem zwei oder mehr Polymerarten gemischt und gemahlen werden. Die zwei oder mehr Polymermaterialarten in beliebiger Gestalt (z. B. Pellets) und mit Brechzahlen, die sich voneinander unterscheiden, werden gemischt, erwärmt und gemahlen (Misch- und Mahlschritt). Das gemischte und gemahlene Flüssigmaterial wird mit ho hem Druck in eine Metallform einer Spritzgussmaschine gespritzt. Anschließend wird es abgekühlt und verfestigt, damit man ein gespritztes Produkt erhält. Die Gestalt der Metallform ist so entworfen, dass man eine gewünschte Lichtstreuungs-Führungsplatte erhält.One the method is to use a molding process which contains a step in the two or more types of polymers are mixed and ground. The two or more polymer material types in any shape (eg. Pellets) and with refractive indices which differ from one another, are mixed, heated and ground (mixing and milling step). The mixed and ground liquid material becomes high pressure in a metal mold of an injection molding machine injected. Subsequently it is cooled and solidified to give a sprayed product. The Shape of the metal mold is designed to provide a desired light scattering guide plate receives.

Die zwei oder mehr Polymerarten mit unterschiedlichen Brechzahlen, die gemischt und gemahlen wurden, vermischen sich vor dem Verfestigen nicht vollständig miteinander. Dadurch verfestigen sie sich mit ungleichförmigen (schwankenden) lokalen Konzentrationen und liefern ein gespritztes Produkt mit gleichförmigem Streuvermögen.The two or more types of polymers with different refractive indices, the mixed and ground, mix before solidification not completely together. As a result, they solidify with non-uniform (fluctuating) local concentrations and provide a sprayed product with uniform Scattering power.

Das gemischte und gemahlene Material kann man in einen Zylinder einer Strangpressmaschine einspritzen und in üblicher Weise extrudieren, damit man ein gewünschtes gepresstes Produkt erhält.The Mixed and ground material can be put into a cylinder Inject injection molding machine and extrude in the usual way, so that you have a desired receives pressed product.

Für die Kombination und das Mischungsverhältnis einer derartigen Polymermischung stehen zahlreiche Möglichkeiten offen. Man bevorzugt, sich auf die Brechzahl eines jeden Materials und die Festigkeit und Eigenschaften der Struktur mit ungleichförmigen Brechzahlen zu konzentrieren, die durch den Formungsvorgang erzeugt wird (Streuung und Beleuchtungsparameter E, Korrelationsentfernung a, quadratischer Mittelwert τ der Schwankung der Dielektrizitätszahl).There are many possibilities for the combination and the mixing ratio of such a polymer mixture. It is preferred to focus on the refractive index of each material and the strength and properties of the structure with nonuniform refractive indices, which are determined by the shaping is generated (scattering and illumination parameters E, correlation distance a, root mean square τ of the fluctuation of the dielectric constant).

Gängige Polymermaterialien, die man verwenden kann, sind in Tabelle 1 und 2 dargestellt.Common polymer materials, which can be used, are shown in Table 1 and 2.

Gemäß einem weiteren Verfahren zum Herstellen von Materialien, die eine Lichtstreuungs-Führungsplatte bilden, wird ein Material in Form von Partikeln mit einer Brechzahl, die sich von der Brechzahl des Polymermaterials unterscheidet, gleichmäßig im Polymermaterial verteilt (der Unterschied in der Brechzahl beträgt 0,001 oder mehr).According to one another method for producing materials comprising a light scattering guide plate form a material in the form of particles with a refractive index, which differs from the refractive index of the polymer material, evenly in the polymer material distributed (the difference in the refractive index is 0.001 or more).

Zu den Verfahren, die für eine gleichmäßige Verteilung eines Materials in Partikelform verwendbar ist, gehört die Suspensionspolymerisation. Bei diesem Verfahren wird ein Material in Partikelform einem Monomer zugesetzt. Bei dem Material in Partikelform wird eine Polymerisationsreaktion durch Eintauchen in heißes Wasser in Gang gesetzt, damit das Material in Partikelform gleichmäßig verteilt wird. Dadurch erhält man ein Polymermaterial. Dieses Rohmaterial kann man formen, um eine Lichtstreuungs-Führungsplatte mit gewünschtem Aufbau herzustellen.To the procedures for a uniform distribution a material in particulate form is useful, the suspension polymerization belongs. In this process, a particulate material is added to a monomer. The material in particle form becomes a polymerization reaction by immersion in hot water set in motion so that the material evenly distributed in particle form becomes. This preserves a polymer material. This raw material can be molded to a light scattering guide plate with desired Make construction.

Eine Suspensionspolymerisation kann man mit verschiedenen Materialkombinati onen in der Form von Partikeln und Monomeren ausführen (Kombinationen der Partikelkonzentrationen, der Partikelgröße, der Brechzahlen usw.), damit man zahlreiche Materialarten erhält. Diese Materialien kann man gezielt mischen und formen, um Lichtstreuungs-Führungsplatten herzustellen, die unterschiedliche Merkmale aufweisen. Die Partikelkonzentration lässt sich leicht dadurch steuern, dass man ein Polymer beimischt, das keinerlei Partikelmaterial enthält.A Suspension polymerization can be done with various material combinations in the form of particles and monomers (combinations of particle concentrations, the particle size, the refractive indices etc.), so you get numerous types of material. These materials can you mix and shape specifically to light scattering guide plates produce, which have different characteristics. The particle concentration let yourself easily control by adding a polymer that does not Contains particulate material.

Ein weiteres anwendbares Verfahren für die gleichförmige Verteilung eines Materials in Partikelform besteht im Mischen und Mahlen eines Polymermaterials und eines Materials in Partikelform. In diesem Fall kann das Mahlen und Formen (Pelletieren) wiederum mit verschiedenen Materialkombinationen in Form von Partikeln und Monomeren erfolgen (Kombinationen der Partikelkonzentrationen, der Partikelgröße, der Brechzahlen usw.). Diese Materialien kann man gezielt mischen und formen, um Lichtstreuungs-Führungsplatten mit unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen.One another applicable method for the uniform one Distribution of a material in particle form consists in mixing and Milling a polymeric material and a material in particulate form. In this case, milling and forming (pelleting) can again with different material combinations in the form of particles and Monomers occur (combinations of particle concentrations, the Particle size, the Refractive indices etc.). These materials can be mixed specifically and shape to light scattering guide plates to produce with different properties.

Zudem kann man den Polymermischvorgang und den Mischvorgang für ein Material in Partikelform wie beschrieben kombinieren. Beispielsweise kann man beim Mischen und Mahlen von Polymeren mit unterschiedlichen Brechzahlen ein Material in Partikelform zumischen. Da diese Herstellungsverfahren bekannt sind, werden die Fertigungsbedingungen usw. nicht mehr ausführlich beschrieben.moreover you can the polymer mixing process and the mixing process for a material in particle form as described combine. For example, can when mixing and grinding polymers with different Refractive indices mix a material in particle form. Because these manufacturing processes are known, the manufacturing conditions, etc. are no longer described in detail.

Die oben ausführlich beschriebenen Merkmale kann man wie folgt zusammenfassen.

  • (1) Man ordnet eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung an, die gesehen in der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) einen verbesserten Helligkeitspegel aufweist.
  • (2) Man ordnet eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung an, bei der der Helligkeitspegel mit zunehmender Winkelabweichung von der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) allmählich abfällt, und in der die Ausgabe von Beleuchtungslicht in Betrachtungsrichtungen unterdrückt wird, in der eine Betrachtung weniger wahrscheinlich ist, um eine nutzlose Beleuchtung zu vermeiden.
  • (3) Derartige Eigenschaftsverbesserungen erhöhen die Anwendbarkeit einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung für die Hinterleuchtung einer Flüssigkristallanzeige.
  • (4) Die Erfindung stellt eine neuartige asymmetrische Prismentafel bereit, die man für derartige Oberflächen-Lichtquellenvorrichtungen oder Flüssigkristallanzeigen einsetzen kann.
The features described in detail above can be summarized as follows.
  • (1) Arranging a surface light source device having an improved brightness level as seen in the main observation direction (substantially the forward direction).
  • (2) arranging a surface light source device in which the brightness level gradually decreases with increasing angular deviation from the main viewing direction (substantially the forward direction), and in which the output of illumination light in viewing directions in which viewing is less likely, to avoid useless lighting.
  • (3) Such property improvements increase the applicability of a surface light source device for backlighting a liquid crystal display.
  • (4) The invention provides a novel asymmetric prism sheet which can be used for such surface light source devices or liquid crystal displays.

Claims (9)

Prismentafel (4', 4'') zum Gebrauch beim Ändern der Richtungsausbreitungseigenschaften von Licht, das eine Austrittsfläche (5) einer Lichtstreuungs-Führungsplatte (1) aussendet, die eine Einfallsfläche (2) hat, die Licht aufnimmt, wobei die Prismentafel eine erste Oberfläche aufweist, auf der Reihen von Prismenelementen in einer ersten Richtung ausgerichtet sind, und eine zweite Oberfläche, auf der Reihen von Brechungselementen in einer zweiten Richtung ausgerichtet sind, die senkrecht zur ersten Richtung ist, wobei die Reihen der Brechungselemente auf der zweiten Oberfläche mit Oberflächen versehen sind, (z. B. 4c, 4d), die bewirken, dass ein Strahl, der in der Prismentafel (4', 4'') im Wesentlichen in einer Vorwärtsrichtung geleitet wird, in die erste Richtung verschoben wird und anschließend zur ersten Oberfläche zurückgeworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen der Prismenelemente auf der ersten Oberfläche von abwechselnden Wiederholungen einer Neigung (4a) gebildet werden, die einen ersten relativ kleinen Neigungswinkel (Φa) bezüglich der Dickenrichtung (N) der Prismentafel (4', 4'') hat, und einer Neigung (4b), die einen zweiten relativ großen Neigungswinkel (Φb) bezüglich der Dickenrichtung (N) hat, und dass die Neigungen (4b), die den zweiten Neigungswinkel (Φb) aufweisen, hin zur Einfallsfläche (2) gerichtet sind, wogegen die Neigungen (4a), die den ersten Neigungswinkel (Φa) aufweisen, weg von der Einfallsfläche (2) gerichtet sind.Prism board ( 4 ' . 4 '' ) for use in altering the directional propagation characteristics of light having an exit surface ( 5 ) a light scattering guide plate ( 1 ), which has an incident surface ( 2 ), which receives light, the prism sheet having a first surface on which rows of prism elements are aligned in a first direction, and a second surface, on which rows of refractive elements are aligned in a second direction, which is perpendicular to the first direction wherein the rows of refractive elements on the second surface are provided with surfaces (e.g. 4c . 4d ), which cause a beam in the prism board ( 4 ' . 4 '' ) is directed in a forward direction, is displaced in the first direction, and then thrown back to the first surface, characterized in that the rows of prism elements on the first surface alternate the repetitions of a slope ( 4a ) having a first relatively small inclination angle (φa) with respect to the thickness direction (N) of the prism board ( 4 ' . 4 '' ), and a slope ( 4b ) having a second relatively large inclination angle (φb) with respect to the thickness direction (N), and that the inclinations ( 4b ) having the second inclination angle (φb) toward the incident surface ( 2 ), whereas the inclinations ( 4a ) having the first inclination angle (φa) away from the incident surface ( 2 ) are directed. Prismentafel nach Anspruch 1, wobei die Brechungselemente Prismenelemente sind.The prism sheet according to claim 1, wherein the refractive elements Are prism elements. Prismentafel nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite relativ große Neigungswinkel (Φb) ungefähr 32,5 Grad beträgt.The prism sheet according to claim 1 or 2, wherein the second relatively large Inclination angle (Φb) approximately 32.5 degrees. Prismentafel nach Anspruch 3, wobei der erste relativ kleine Neigungswinkel (Φa) ungefähr 15 Grad beträgt und der zweite relativ große Neigungswinkel (Φb) ungefähr 32,5 Grad beträgt.The prism sheet of claim 3, wherein the first relative small angles of inclination (Φa) approximately 15 degrees and the second relatively large one Inclination angle (Φb) approximately 32.5 degrees. Prismentafel nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 oder 4 wenn abhängig von Anspruch 2, wobei der Prismenspitzenwinkel der Reihen von Prismenelementen auf der zweiten Oberfläche ungefähr 96 Grad beträgt.Prism board according to claim 2 or claim 3 or 4 if dependent of claim 2, wherein the prism tip angle of the rows of prism elements on the second surface approximately 96 degrees. Prismentafel nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 oder 4 wenn abhängig von Anspruch 2, wobei der Prismenspitzenwinkel der Reihen von Prismenelementen auf der zweiten Oberfläche im Bereich von 70 Grad bis 130 Grad liegt.Prism board according to claim 2 or claim 3 or 4 if dependent of claim 2, wherein the prism tip angle of the rows of prism elements on the second surface in the range of 70 degrees to 130 degrees. Prismentafel nach Anspruch 1 oder Anspruch 3 oder 4 wenn nicht abhängig von Anspruch 2, wobei die Brechungselemente Linsenelemente sind.Prism board according to claim 1 or claim 3 or 4 if not dependent of claim 2, wherein the refractive elements are lens elements. Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, umfassend eine Lichtstreuungs-Führungsplatte (1), eine Hauptlichtquellenvorrichtung (L), die auf einer Seite der Lichtstreuungs-Führungsplatte (1) angeordnet ist und Licht in eine Einfallsfläche (2) der Lichtstreuungs-Führungsplatte (1) einstrahlt, eine Prismentafel (4), die entlang einer Austrittsfläche (5) einer Lichtstreuungs-Führungsplatte (1) angeordnet ist, und einen Reflektor (3), der auf einer Oberfläche gegenüber der Austrittsfläche (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismentafel (4', 4'') gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch gestaltet und so angeordnet ist, dass die erste Richtung parallel zur Einfallsfläche (2) der Lichtstreuungs-Führungsplatte (1) ausgerichtet ist, und dass die Prismenneigungen (4b), die den zweiten Neigungswinkel (Φb) aufweisen, hin zur Einfallsfläche (2) gerichtet sind, wogegen die Prismenneigungen (4a), die den ersten Neigungswinkel (Φa) aufweisen, weg von der Einfallsfläche gerichtet sind.A surface light source device comprising a light scattering guide plate ( 1 ), a main light source device (L), which on one side of the light scattering guide plate ( 1 ) and light in an incident surface ( 2 ) of the light scattering guide plate ( 1 ), a prism board ( 4 ) along an exit surface ( 5 ) a light scattering guide plate ( 1 ), and a reflector ( 3 ) located on a surface opposite the exit surface ( 5 ), characterized in that the prism board ( 4 ' . 4 '' ) according to any preceding claim and arranged such that the first direction parallel to the incident surface ( 2 ) of the light scattering guide plate ( 1 ) and that the prism inclinations ( 4b ) having the second inclination angle (φb) toward the incident surface ( 2 ), whereas the prism inclinations ( 4a ) having the first inclination angle (φa) directed away from the incident surface. Flüssigkristallanzeige, die umfasst: eine Flüssigkristalltafel; und eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, die der Beleuchtung von hinten dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung gemäß Anspruch 8 gestaltet ist.Liquid crystal display, which comprises: a liquid crystal panel; and a surface light source device, which serves the lighting from behind, characterized in that the surface light source device according to claim 8 is designed.
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